- •Что такое параллельные вычислительные системы и зачем они нужны
- •Некоторые примеры использования параллельных вычислительных систем Об использования суперкомпьютеров
- •Классификация параллельных вычислительных систем
- •Классификация современных параллельных вычислительных систем с учетом структуры оперативной памяти, модели связи и обмена Симметричные скалярные мультипроцессорные вычислительные системы
- •Несимметричные скалярные мультипроцессорные вычислительные системы
- •Массово параллельные вычислительные системы с общей оперативной памятью
- •Массово параллельные вычислительные системы с распределенной оперативной памятью
- •Серверы
- •Требования к серверам Основные компоненты и подсистемы современных серверов
- •Структуры несимметричных мвс с фирмы Intel Структурные особенности процессоров со структурой Nehalem
- •Структуры мвс с процессорами Nehalem
- •Мвс на базе процессоров фирмы amd
- •Структура шестиядерного процессора Istanbul приведена на рис. 23.
- •Примеры структур несимметричных мвс с процессорами линии Opteron Barcelona, Shanghai, Istanbul
- •Сравнение структур мвс с процессорами Barcelona, Shanghai, Istanbul с мвс с процессорами со структурой Nehalem
- •12 Ядерные процессоры Magny-Cours
- •Основные особенности 12-ти и 8-ми ядерных микросхем Magny-Cours
- •Структуры мвс с процессорами Magny--Cours
- •Перспективы развития процессоров фирмы amd для мвс
- •Мвс на базе процессоров фирмы ibm power6, power7 Основные особенности процессоров power6, power7
- •Процессор power6
- •Структуры мвс на базе процессоров power4, power5
- •Структуры мвс на базе процессоров power6, power7
- •Требования к серверам
- •Основные компоненты и подсистемы современных серверов
- •Поддерживаемые шины ввода-вывода
- •Raid контроллеры
- •Сервер Superdome 2 для бизнес-критичных приложений
- •Структура сервера
- •Надежность и доступность
- •Конфигурации и производительность
- •Основные особенности симметричных мультипроцессорных систем?
- •Векторные параллельные системы
- •Скалярная и векторная обработка
- •Основные особенности векторных параллельных систем
- •Векторные параллельные системы sx-6, sx-7 фирмы nec
- •Особенности вычислительной системы sx-7
- •Параллельная векторная система Earth Simulator
- •Cуперкластерная система
- •Суперкомпьютер CrayXt5h
- •«Лезвия» векторной обработки Cray x2
- •«Лезвия» с реконфигурируемой структурой
- •Массово параллельные вычислительные системы с скалярными вычислительными узлами и общей оперативной памятью
- •Массово параллельные вычислительные системы с скалярными вычислительными узлами и распределенной оперативной памятью
- •Cуперкомпьютеры семейства cray xt Семейство Cray xt5
- •«Гибридные» суперкомпьютеры CrayXt5h
- •«Лезвия» векторной обработки Cray x2
- •«Лезвия» с реконфигурируемой структурой
- •Развитие линии Cray хт5 – Cray xt6/xt6m
- •Модель Cray xe6
- •Процессор
- •Коммуникационная среда с топологией «3-мерный тор»
- •Реализация коммуникационных сред
- •Операционная система
- •Суперкомпьютер RoadRunner
- •Топологии связей в массово параллельных системах
- •Оценка производительности параллельных вычислительных систем
- •Необходимость оценки производительности параллельных вычислительных систем
- •Реальная производительность параллельных вычислительных систем Анализ «узких мест» процесса решения задач и их влияния на реальную производительность
- •«Узкие» места, обусловленные иерархической структурой памяти
- •Влияние на реальную производительность параллельных вычислительных систем соответствия их структуры и структуры программ
- •Анализ реальной производительности («узких» мест) мвс с общей оперативной памятью
- •Анализ реальной производительности («узких» мест) кластерных систем с распределённой оперативной памятью
- •Какие «узкие места» процесса решения задач существенно влияют на реальную производительность параллельных вычислительных систем?
- •Тенденции развития суперкомпьютеров. Список top500
- •Что такое список тор 500 и как он создается?
- •38 Редакция списка (ноябрь 2011 г.)
- •Коммуникационные технологии
- •Архитектуры, модели процессоров и их количество в системах списка
- •Основные тенденции развития суперкомпьютеров
- •Перспективные суперкомпьютеры тера- и экзафлопного масштаба
- •Производительность 500 лучших суперкомпьютеров за последние 18 лет
- •Перспективные суперкомпьютеры тера- и экзафлопного масштаба
- •Программа darpa uhpc
- •Основные положения программы uhpc
- •Экзафлопсный барьер: проблемы и решения
- •Проблемы
- •Эволюционный путь
- •Революционный путь
- •Кто победит?
- •Примеры перспективных суперкомпьютеров Суперкомпьютер фирмы ibm Mira
- •Стратегические суперкомпьютерные технологии Китая
Реализация коммуникационных сред
Все коммуникационные среды реализуются специально для этого разработанной заказной микросхемой. Эта микросхема позволяет управляющей вычислительной системе программно коммутировать порты коммуникационных сред, разбивая всю систему на совокупность независимо функционирующих подсистем.
Обе коммуникационные среды и с топологией «тор», и с топологией «дерево» используют последовательную передачу данных дифференциальными сигналами, процессоры имеют одну и ту же тактовую частоту с той точностью, с которой эта частота может устанавливаться в каждом из них. Асинхронный прием данных процессором из входного канала обеспечивается высокочастотным стробированием фронтов сигналов.
Операционная система
В вычислительной системе BlueGene/L используются три операционные системы:
операционная система вычислительного модуля;
операционная система модуля ввода-вывода;
операционная система управляющей системы.
Операционная система вычислительного модуля служит для управления единственным двухпотоковым прикладным процессом. Каждый поток выполняется соответствующим процессором вычислительного модуля. Операционная система вычислительного модуля дополняется библиотекой подпрограмм, в том числе MPI, для обеспечения прямого, минуя операционную систему вычислительного модуля, доступа к коммуникационным средам с топологиями тор, дерево и другим. Коммуникационная среда с топологией тор используется для обменов между процессами одной параллельной программы, протекающими в разных вычислительных модулях, а коммуникационная среда с топологией дерево служит для обменов между вычислительным модулем и модулем ввода-вывода.
В качестве операционной системы модулей ввода-вывода используется операционная система Linux. Ha модулях ввода-вывода выполняются только процессы системного программного обеспечения, поддерживающие исполнение прикладных процессов в вычислительных модулях. Операционная система модулей ввода-вывода предназначена для доступа вычислительного модуля к файловой системе. Когда в вычислительном модуле исполняется команда чтения или записи, эта команда через коммуникационную среду с топологией дерево доставляется сервисному процессу, протекающему в модуле ввода-вывода. После исполнения им команды ее результат (код возврата в случае команды записи и данные в случае команды чтения) возвращается через коммуникационную среду с топологией дерево в вычислительный модуль как результат исполнения им соответствующей команды.
В модулях ввода-вывода протекают процессы идентификации, аутентификации управления, доставки и запуска заданий, их отладки. Этот подход имеет целью всемерно упростить операционную систему вычислительного модуля .
Кроме вычислительных модулей и модулей ввода-вывода система BlueGene/L имеет управляющую систему. Ее функции состоят в делении ресурсов на изолированные подсистемы вычислительных модулей, планировании заданий и их назначении на выполнение в каждой из подсистем, мониторинге программно-аппаратных средств, тестировании работоспособности и производительности, а также управления оборудованием через интерфейс JTAG.