2.2 Суперкомп”ютер nCube 2

Суперкомпьютер nCube 2 масштабується від 8-процессорных моделей до моделей з 8192 процесорами. Архітектура nCube 2 врівноважує процессорную потужність, пропускну спроможність пам'яті і пропускну спроможність системи ввода/вывода. Додавання процесорів до системи не тягне у себе поява вузьких місць у пропускну здатність пам'яті або системи ввода/вывода.

Сімейство nCube 2 включає у собі дві серії суперкомп'ютерів:

— Серія nCube 2S виходить з процесорі nCube 2S з тактовою частотою 25 MHz; гранична продуктивність 33 MFLOPS - 34 GFLOPS; розмір оперативної пам'яті 32 МБ - 32 Гб;

— Серія nCube 2 виходить з процесорі nCube 2 з тактовою частотою 20 MHz; гранична продуктивність 26 MFLOPS - 27 GFLOPS; розмір оперативної пам'яті 32 МБ - 32 Гб.

Архітектура суперкомп'ютера сімейства nCube 2 виходить з гиперкубической мережі VLSI - чипів, спарених з незалежними друг від друга пристроями пам'яті. Чіп, чи процесор nCube 2, включає у собі:

- 64-разрядный центральний процесор;

- 64-разрядный модуль обчислень з плаваючою точкою;

- зрозумілу стандарту IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers - Інститут інженерів по електротехніці і радіоелектроніки) інтерфейс управління пам'яттю з 39-разрядным шляхом даних 14 двунаправленных каналів DMA (Direct Memory Access - прямий доступом до пам'яті)

При тактовою частоті 25 МГц процесор має швидкість 4.1 MFLOPS для обчислень з плаваючою точкою одинарної і 3.0 MFLOPS подвійний точності.Кожен процесор nCube 2 конфигурируется з побудовою динамічної пам'яті ємністю від 4 до 64 МБайт.

Розподільна архітектура пам'яті фактично не накладає жодних обмежень на швидкість операцій із пам'яттю. Процесорам не конкурують використання пропускну здатність з'єднання з пам'яттю і повинні чекати підкачування даних. Додавання процесорів до системи увінчує пропускну спроможність пам'яті і тим самим підвищує продуктивність.

Кожен суперкомп'ютер nCube 2 містить компактну мережу процесорів. На одну процессорную плату nCube 2 може монтуватися до 64 процесорів. Процессорная стійка може містити 16 плат із загальною кількістю процесорів до 1024. Для побудови систем більшого розміру стійки комбінуються. Використання недорогих будівельних блоків забезпечує низьку ціну повної комп'ютерної системи разом із феноменально високої продуктивністю, досягнутої з допомогою комбінованої потужності процессорной мережі.

Кожен процесор nCube 2 містить 14 каналів DMA 13 для сполук, у гиперкубе і одну для ввода/вывода. Выделенный канал ввода/вывода врівноважує обчислювальну продуктивність процесора з продуктивністю його системи ввода/вывода. Принаймні додавання процесорів до системи пропускну здатність системи ввода/вывода гиперкуба масштабується разом із процессорной потужністю і пам'яттю. До складу процесора nCube 2 входить високошвидкісне пристрій маршрутизації повідомлень, яке управляє передачею повідомлень між процесорами.

Пристрій маршрутизації забезпечує пряму передачу повідомлень без переривання проміжних процесорів чи необхідності зберігання даних сполучення їх пам'яті. Повідомлення передаються зі швидкістю 2.75 МБ/сек на канал DMA. Спеціальні методи маршрутизації автоматично обчислюють найкоротшого шляху між процесорами і запобігають взаємну блокування повідомлень, звільняючи користувачів від виробничої необхідності планувати маршрути. Пристрій маршрутизації передає повідомлення так швидко, що кількість прохідних кроків впливає продуктивність набагато менше, ніж у сусідніх комп'ютерах. Висока швидкість передачі створює ілюзію, кожен процесор пов'язаний безпосередньо з іншою у мережі. Ефективність гиперкубической топології разом із високошвидкісним пристроєм маршрутизації створюють високопродуктивну систему межпроцессорных сполук з максимальною, проти іншими процессорными мережами, швидкістю межпроцессорных комунікацій. Суперкомпьютер серії nCube 2 з 8192 процесорами має швидкість межпроцессорной передачі 577 ГБ/сек.Кожен процесор nCube 2 виконує своє власне программируемую послідовність команд і може функціонувати незалежно. Цей принцип дозволяє виділяти підмножини процесорів для паралельного виконання різних операцій. Таке розбивка гиперкуба перетворює суперкомп'ютер nCube 2 в многопользовательскую, многозадачную систему. Програмне забезпечення nCube 2 виділяє набір процесорів - подкуб - для програми користувача і завантажує її. Протягом необхідного часу кожна така подкуб функціонує як комп'ютер. Користувачі можуть змінювати розміри подкубов відповідно до вимогами своїх програм.