
- •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
Коммуникационные технологии
В таблице 6 приведены данные об используемых коммуникационных технологиях в анализируемых вычислительных системах списка TOP 500.
Среди кластерных структур лидирует коммуникационная технология Gigabit Ethernet – 44.8% по количеству установок.
Второй по распространенности является технология Infiniband – 41.8% по количеству установок. Солидную долю составляют патентованные фирменные коммуникационные технологии (так называемые Proprietary) - 4.4% по числу установок.
Таблица 6. Распределение по используемым коммуникационным технологиям
Коммуникационная технология |
Количество |
% |
Rmax, сумма (GFlops) |
Rpeak, сумма (GFlops) |
Gigabit Ethernet |
224 |
44.8 % |
26754468.5 |
2510404 |
Infiniband |
209 |
41.8 % |
41678538.3 |
2867822 |
Proprietary |
22 |
4.4 % |
9859604 |
14303556.1 |
Custom |
29 |
5.8 % |
17845186 |
20520144.7 |
Myrinet |
4 |
0.8 % |
412391 |
553262 |
NUMAlink |
2 |
0.4 % |
107961 |
121241.2 |
Mixed |
1 |
0.20 % |
66567 |
82944 |
SP Switch |
1 |
0.20 % |
75760 |
92781 |
Quadrics |
1 |
0.20 % |
52840 |
63795.2 |
Cray Interconnect |
1 |
0.20 % |
2561153 |
3325846.6 |
Fat Tree |
1 |
0.20 % |
122400 |
131072 |
Архитектуры, модели процессоров и их количество в системах списка
На рис. 6 отображено распределение суперкомпьютеров списка по используемым процессорам на протяжении 1993 – 2010 гг.
Рис. 6. Распределение суперкомпьютеров списка по используемым процессорам на протяжении 1993 – 2010 гг.
Начиная с 2000 г. началось наступление процессоров фирм Intel и AMD на позиции, многие годы удерживавшиеся другими процессорными платформами. Да и по динамике данный процесс близок к темпу, с которым кластеры вытесняли своих конкурентов.
Меньше чем за 10 лет фирме Intel удалось добиться громадного успеха в мире суперкомпьютеров – сегодня ее процессоры используются в 76.8% систем из списка TOP500. Отметим и тот факт, что в 2005-2010 гг. произошло укрепление позиций фирмы AMD.
В таблице 7 приведены данные о распределение систем по числу ядер в них в списке ТОР500 на протяжении 2000 – 2011 гг.
Таблица 7.
|
2011 |
2010 |
2009 |
2008 |
2007 |
2006 |
2005 |
2004 |
2003 |
2002 |
2001 |
1K -2K |
- |
2 |
8 |
60 |
267 |
185 |
67 |
48 |
32 |
29 |
19 |
2K – 4K |
|
60 |
159 |
290 |
100 |
47 |
26 |
18 |
7 |
6 |
2 |
4K – 8K |
|
291 |
253 |
96 |
36 |
10 |
5 |
4 |
4 |
3 |
2 |
8K – 16K |
|
96 |
48 |
28 |
18 |
17 |
10 |
5 |
3 |
2 |
2 |
16K –32K |
|
20 |
15 |
9 |
4 |
2 |
1 |
1 |
|
|
|
32K –64K
|
|
17 |
10 |
8 |
3 |
|
1 |
|
|
|
|
64K–128K
|
9 |
5 |
2 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
128К-256К |
9 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
256К-512К |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
>512K |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. К – 1024.
Операционные системы
В таблице 8 приведены данные об операционных системах, используемых в вычислительных системах из списка TOP500.
Таблица 9. Распределение по используемым операционным системам.
Операционная система |
Количество |
% |
Rmax, сумма (GFlops) |
Rpeak, сумма (GFlops) |
Linux |
457 |
91.4 % |
67948572.9 |
99934612.9 |
Unix |
30 |
6.0 % |
2916466.8 |
3804295.1 |
Mixed |
11 |
2.2 % |
2901594 |
3524197.6 |
Windows |
1 |
0.2 % |
180600 |
233472 |
BSD Based |
1 |
0.2 % |
122400 |
131072 |
Всего |
500 |
100 % |
74069633.68 |
107627649.54 |
Основной операционной системой является один из вариантов операционных систем семейства Linux.