2.3 Архітектура процесора nCube

Процесор nCube, як випливає з загального призначення системи, орієнтований насамперед речові обчислення. За один такт генератора його речовинне арифметичне пристрій виконує дві операції, тоді як целочисленное - одну. У цьому речовинний конвеєр полягає лише з двох щаблів (за іншими архитектурах число щаблів речовинного процесора від трьох сьомої). Висока доступність кешу на кристалі процесора забезпечує практично пікові показники ефективності навіть за обробці довгих векторів, розміщених у пам'яті.

На кристалі розташовані регистровый файл і двоє кешу по 16 КБайт кожен: розділені кеш команд і кеш даних. Швидкість доступу до внутрішнього кэшу становить 1.6 ГБайт/сек, а більшої ефективності обслуговує його спеціальний конвеєр. Доступ до кэшу здійснюється за фізичному адресою, щоб уникнути непотрібних переміщень даних у разі перемикання контексту.Процесор nCube включає у собі повну підтримку віртуальної пам'яті. У основу архітектури закладено 64-разрядное полі віртуального адреси, хоча у час реалізований 48-разрядный віртуальний адресу, який би адресацію 256 ТБайт. Розміри сторінок може мати перемінні розміри від 256 Байт до 64 МБайт.

а) Система ввода/вивода nCube 2

Высокопроизводительной обчислювальної системі має відповідати потужна, швидка і гнучка система ввода/вывода. У суперкомп'ютері nCube 2 система ввода/вывода використовує той самий VLSI- процесор, що функціонує як обчислювальний елемент в гиперкубической мережі. канонів DMA в процесорах системи ввода/вывода використовують як шляху передачі. Наявність виділених процесорів ввода/вывода дозволяє здійснювати паралельну роботу обчислювальної сіті й системи ввода/вывода.Система ввода/вывода масштабується разом із процессорной мережею. Суперкомпьютер великого розміру має тільки більше обчислювальних процесорів, а й більше процесорів ввода/вывода. nCube 2 підтримують кілька інтерфейсів ввода/вывода, які забезпечують користувачів зв'язком із необхідними їм пристроями.

Плата ввода/вывода nChannel здійснює зв'язок суперкомп'ютера nCube 2 з пристроями вторинного зберігання, дисками, магнітними стрічками, сітями та іншими пристроями. Плата nChannel має 16 незалежних каналів ввода/вывода, кожен із яких управляється процесором nCube 2. До кожного каналу підключається модуль ввода/вывода, наприклад, контролер SCSI. Кожен канал передає б дані з швидкістю 20 МБ/сек. З допомогою каналів плати nChannel система nCube 2 сполучається з хост-компьютером, мережею Ethernet, дисководами і накопичувачами на магнітної стрічці, і навіть модулями перетворення сигналів і передачі видеообразов.Плата HIPPI дозволяє з'єднувати суперкомп'ютер nCube 2 коїться з іншими суперкомпьютерами, запоминающими пристроями й іншими системами, підтримують інтерфейс HIPPI (High Performance Parallel Interface Высокопроизводительный паралельний інтерфейс). Плата HIPPI використовує 16 процесорів nCube 2 в обробці мережного трафіку, зазвичай 8 процесорів керувати введенням і побачили 8-го керувати висновком. Швидкість передачі сягає 100 МБ/сек.

Графічна підсистема реального часу nVision забезпечує інтегровану підсистему графіки і ввода/вывода, що дозволяє програмістам представляти і взаємодіяти з більшими на обсягами даних у часі. На платі nVision розміщені 16 процесорів nCube 2, 2 CRT-контроллера, спеціальний текстовий процесор, 16 МБайт пам'яті і 2 МБайт буфера.Комп'ютер nCube 2 з'єднується через мережу із керуючим комп'ютером, від якого користувачі завантажують nCube 2, розробляють і запускають паралельні програми, спостерігають за функціонуванням процессорной сіті й системи ввода/вывода. Стандартным управляючим комп'ютером для nCube 2 є робоча станція виробництва компанії Silicon Graphics.