Системы sp1 и sp2

Для технических приложений, предъявляющих очень большие требования к производительности, IBM также разрабатывает ряд высокопроизводительных систем с параллельной архитектурой. Первая из них, SP1, разработана прежде всего для задач с большим объемом вычислений таких как сейсмические исследования, гидродинамика и вычислительная химия. Она может иметь от 8 до 64 процессорных узлов POWER, обеспечивая производительность от 1 до 8 Гфлопс. Система поддерживает новейшую многоступенчатую архитектуру с пакетным переключением и может выполнять задачи как на отдельных процессорах, так и распараллеливать выполнение одной задачи на нескольких процессорах. Одним из узких мест SP1 является ввод/вывод, осуществляющийся через сеть Ethеrnet, и относительно небольшой объем дисковой памяти. Именно это и ограничивает ее применение для решения задач коммерческого назначения. С целью устранения этого узкого места IBM разработала следующий вариант этой системы, получивший название SP2. Она включает уже 128 узлов с процессорами POWER2, соединенных между собой высокоскоростным коммутатором с пропускной способностью 2.56 Гбайт/с. Система может поддерживать в каждый момент времени до 64 соединений, так что скорость обмена данными между ее двумя узлами достигает 40 Мбайт/с. Кроме того, к ней может теперь подключаться большое число внешних дисковых накопителей. На весенней выставке CeBIT в Ганновере, Германия, работа SP2 демонстрировалась не только при решении научно-инженерных задач типа прогноза погоды и расчетов в области географии, но и при работе таких коммерческих приложений как АСУ R3 компании SAP, CICS/6000 и DB2/6000 компании IBM. С теоретической точки зрения все, что разрабатывается для кластерных систем, сможет работать на системе SP2.

Серверы компании Silicon Graphics

Компания Silicon Graphics (SGI) была создана в 1981 году. Основным направлением работы компании в течение многих лет было создание высокопроизводительных графических рабочих станций. В настоящее время ее интересы распространяются на рынок высокопроизводительных вычислений как для технических, так и для коммерческих приложений. В частности она концентрирует свои усилия на разработке и внедрении современных технологий визуализации вычислений, трехмерной графики, обработки звука и мультимедиа.

Отчет независимой аналитической организации IDC 1995 года показал, что в период 1994 календарного года SGI оказалась самой быстро растущей компанией-поставщиком UNIX-систем. Правда она еще далеко отстает от лидеров (HP и Sun) по общему количеству поставок систем и доходу. (Например, в течение этого же периода SGI осуществила поставку 65000 систем, в то время как Sun увеличила на это число количество своих поставок). Silicon Graphics сохраняет лидирующие позиции на рынке суперкомпьютеров отделов, занимая 36% этого рынка и более чем вдвое опережая своего ближайшего конкурента. Недавно она приобрела известную компанию Cray Research и теперь расширяет свое присутствие на рынке суперкомпьютеров.

Разработка процессора R10000 позволила компании перейти к объединению своих серверов Challenge (на базе процессора R4000) и PowerChallenge (на базе процессора R8000) в единую линию изделий. Благодаря повышенной производительности этого процессора на целочисленных операциях и плавающей точке обе линии продуктов могут быть слиты без потери производительности.

Все высокопроизводительные серверы SGI обладают рядом средств по поддержанию свойств RAS (надежности, готовности и удобства обслуживания), в частности, обеспечивают автоматическое восстановление системы после сбоя и подключение источников бесперебойного питания.

Серверы Silicon Graphics работают под управлением операционной системы IRIX - ОС UNIX реального времени, построенной в соответствии с требованиями стандартов SVID (System V Interface Definition) и XPG4. Она поддерживает возможность работы нескольких машин на одном шлейфе SCSI (multi-hosted SCSI), 4-кратное зеркалирование и 128-кратное расщепление дисковых накопителей. На платформе поддерживаются многие продукты компаний Oracle, Informix и Sybase.

Основные характеристики серверов компании Silicon Graphics приведены в таблице 4.12.

Таблица 4.12.

МОДЕЛЬ Challenge	S	DML XL
ЦП
Тип процессора	MIPS R4400 MIPS R4600 MIPS R5000	MIPS R4400MIPS R10000 MIPS R10000
Тактовая частота (МГц)	200	200200 200
Число процессоров	1	1-42-12 2-36
Системная шина (Мбайт/с)	267	12001200 1200
Разрядность шины (бит) данных/адреса	-	256/40256/40 256/40
Размер кэша:
L1 (команды/данные)(Кб)	16/16 (R4400,R4600) 32/32 (R5000)	16/1632/32 32/32
L2 (Мб)	1 (R4400) 0.5 (R5000)	1-41-4 1-4
ПАМЯТЬ ECC
Минимальный объем (Мб)	32	6464 64
Максимальный объем (Гб)	0.256	66 16
Расслоение	1,2	1,2,41,2,4 1,2,4,8
ВВОД/ВЫВОД
Тип фирменной шины	SGI GIO	SGI HIOSGI HIO SGI HIO
Пропускная способность(Мб/с)	267	320/HIO320/HIO 320/HIO
Количество шин	1	1-31-3 1-6
Количество слотов	2 GIO	2-6 HIO2-6 HIO 2-12 HIO
Тип стандартной шины	-	VME64VME64 VME64
Пропускная способность стандартной шины (Мб/с)	-	5050 50
Количество стандартных шин	-	11 1-5
Количество слотов стандартной шины	-	55 5-25
Периферийные интерфейсы	Fast/Wide SCSI-2	Fast/Wide SCSI-2Fast/Wide SCSI-2 Fast/Wide SCSI-2
Максимальная емкость дисковой памяти	277 Гб	10.0Тб (RAID)10.0Тб (RAID) 17.4Тб (RAID)

Challenge S

В семействе серверов Challenge системы Challenge S представляют собой однопроцессорные компьютеры с достаточно высокой производительностью и хорошими возможностями для расширения. Архитектура этих серверов рассчитана на использование различных типов процессоров MIPS (в настоящее время используются процессоры R4400, R4600 и R5000) и высокоскоростной системной шины с пропускной способностью 267 Мбайт/с.

В стандартной конфигурации серверы Challenge S оснащаются двумя портами Ethernet, одним интерфейсом 10 Мбайт/с Fast SCSI-2 и двумя каналами Fast/Wide Differential SCSI-2, работающими со скоростью 20 Мбайт/с. Дальнейшее расширение возможно с помощью двух гнезд GIO, которые поддерживают дополнительные адаптеры SCSI, Ethernet, FDDI, ATM и видеоподсистемы. Внешняя дисковая память наращивается с помощью специальных шасси CHALLENGE Vault L, обеспечивающих 72 Гбайт дискового пространства. Максимальный объем дисков может достигать 277 Гбайт с использованием нескольких таких устройств.

Challenge DM

Сервер сетевых ресурсов Challenge DM представляет собой систему начального уровня в семействе высокопроизводительных симметричных мультипроцессорных систем компании Silicon Graphics. Эти системы прежде всего нацелены на рынок баз данных, файловых серверов, серверов WWW, цифровой обработки данных и систем реального времени.

В архитектурном плане Challenge DM базируется на высокоскоростной системной шине с пропускной способностью в установившемся режиме 1.2 Гбайт/с и микропроцессорах MIPS R4400. Система поддерживает от 1 до 4 R4400, от 1 до 4 Мбайт кэш-памяти второго уровня на каждый процессор, до 6 Гбайт оперативной памяти и до трех подсистем ввода/вывода POWER Channel-2 с пропускной способностью 320 Мбайт/с.

В стандартной конфигурации серверы оснащаются одной подсистемой в/в POWER Challenge-2. Каждая такая подсистема включает контроллер Ethernet, два контроллера Fast/Wide 16-бит SCSI-2 с максимальной скоростью 20 Мбайт/с, два последовательных порта 19.2 Кбит/с RS232, один последовательный порт 38.4 Кбит/с RS422, параллельный порт и поддерживает работу до двух дополнительных дочерних плат (модулей) фирменного интерфейса в/в - HIO. Внешняя память систем может быть сформирована с помощью устройств CHALLENGE Vault L, CHALLENGE Vault XL и CHALLENGE RAID, которые обеспечивают наращивание емкости дисков до уровня 3.7 Тбайт без использования средств RAID и до 10 Тбайт RAID-памяти.

Для расширения возможностей серверов можно использовать адаптеры стандартной шины VME-64 и модули HIO. Дополнительно в серверы могут быть установлены адаптеры HiPPI, ATM, FDDI и 8-портовый адаптер Ethernet.

Эти серверы оснащаются инструментальными средствами системного администрирования, а также средствами надежного резервного копирования данных и управления внешней памятью. В качестве дополнительной возможности предлагаются средства обеспечения высокой готовности системы.

Challenge L

Серверы сетевых ресурсов Challenge L являются системами среднего класса в семействе высокопроизводительных симметричных мультипроцессорных систем SGI. Они также ориентированы на рынок мощных баз данных, файловых серверов, серверов WWW, цифровой обработки данных и систем реального времени.

В архитектурном плане они практически не отличаются от серверов Challenge DM, т.к. базируются на высокоскоростной системной шине с пропускной способностью в установившемся режиме 1.2 Гбайт/с. Но в качестве процессоров в них используются более современные микропроцессоры MIPS R10000, количество которых в системе может достигать 12. Система поддерживает от 2 до 12 процессоров R10000, от 1 до 4 Мбайт кэш-памяти второго уровня на каждый процессор, до 6 Гбайт оперативной памяти и до шести подсистем ввода/вывода POWER Channel-2 с пропускной способностью 320 Мбайт/с.

В стандартной конфигурации эти серверы имеют сходные характеристики с серверами Challenge DM, но имеют существенно большие возможности для расширения. В частности, внешняя память систем может быть сформирована с помощью устройств CHALLENGE Vault L, которые обеспечивают наращивание емкости дисков до уровня 5.6 Тбайт без использования средств RAID и до 17.4 Тбайт RAID-памяти.

Эти серверы также оснащаются мощными инструментальными средствами системного администрирования, а также средствами надежного резервного копирования данных и управления внешней памятью. В качестве дополнительной возможности предлагаются средства обеспечения высокой готовности системы.

Challenge XL

Серверы сетевых ресурсов Challenge XL представляют собой наиболее мощные высокопроизводительные симметричные мультипроцессорные системы компании SGI. По своим возможностям они сравнимы с компьютерами класса "мейнфрейм" и могут работать с базами данных огромных размеров.

Они также базируются на высокоскоростной системной шине с пропускной способностью в установившемся режиме 1.2 Гбайт/с и микропроцессорах MIPS R10000, но количество ЦП в этих системах может достигать 36. Система поддерживает от 2 до 36 процессоров R10000, от 1 до 4 Мбайт кэш-памяти второго уровня на каждый процессор, до 16 Гбайт оперативной памяти и до шести подсистем ввода/вывода POWER Channel-2 с пропускной способностью 320 Мбайт/с. Таким образом, основным свойством этих систем является масштабируемость за счет увеличения числа процессоров, объемов оперативной памяти и подсистем ввода/вывода.

Challenge DataArray

Чтобы обеспечить еще большее масштабирование своих систем SGI сравнительно недавно выпустила на рынок продукт под названием Challenge DataArray. По существу он представляет собой слабо связанную систему, построенную на базе высокоскоростных 16-портовых коммутаторов, позволяющих объединить до восьми серверов Challenge DM, L или LX, и набор инструментальных средств по администрированию системы и управлению ее производительностью. Эти системы поддерживают популярные параллельные СУБД Informix Extended Parallel Server (XPS) и Oracle Parallel Server (OPS) и предназначены для построения крупномасштабных систем принятия решений.

Основу для построения системы дает стандартный Высокопроизводительный Параллельный Интерфейс (HiPPI - High Performance Parallel Interface), обеспечивающий передачу данных со скоростью до 100 Мбайт/с (для сравнения стандарт FDDI обеспечивает скорость 12,5 Мбайт/с). Это 32-битовая параллельная реализация, рассчитанная на соединения точка-точка. HiPPI обеспечивает высокую производительность сетевых приложений благодаря 8-кратному увеличению скорости передачи (по сравнению с FDDI) и возможности передавать пакеты большего размера, оптимальные для организации пересылок память-память. Система строится на 1-2 неблокируемых 16-портовых HIPPI-коммутаторах. В отличие от Ethernet, Token Ring или FDDI, HiPPI не использует общую среду передачи данных. Кабели, соединяющие два интерфейса HiPPI, содержат пакеты, передаваемые источником данных в симплексном режиме. Эти пакеты могут быть видны на промежуточных коммутаторах, но недоступны для других узлов системы. После пересылки пакета соединение может быть закрыто или остаться открытым для пересылки дополнительных пакетов. HiPPI имеет раздельное управление соединением, пакетами и передачей данных.

Системы Challenge поддерживают от 1 до 4 HiPPI-связей, каждая из которых имеет полосу пропускания в установившемся режиме 92 Мбайт/с.

В качестве системной консоли в Challenge DataArray используется рабочая станция Indy с 16-портовым мультиплексором последовательных портов. Программное обеспечение включает инструментальные средства администрирования и управления системой, высокопроизводительный драйвер, управляющий работой нескольких HiPPI-связей и интерфейс прикладного уровня для Oracle OPS и Informix XPS.