/Sandia. 
Архитектура ЭВМ и систем

В середине 1990;х гг. в США приступили к разработке 5 уникальных систем МРР со скоростью 1, 3, 10, 30 и 100 терафлопов/с соответственно (1тера = 1012). Отметим, что 100 терафлопов в 500 000 раз больше, чем мощность процессора Pentium Pro, работающего с частотой 200 МГц. Рассмотрим первый 100-терафлоповый суперкомпьютер, который появился в 1996 г. Он состоит из 4608 узлов (4536 вычислительных узлов, 32 сервисных узла, 32 дисковых узла, 6 сетевых узлов и 2 узла загрузки) с организацией в виде трехмерной сетки. Процессоры расположены на платах двух типов:

• • плата kestrel (рис. 19.3,а) используется в качестве вычислительного узла. Она имеет два логических модуля. Каждый из модулей включает 2 процессора Pentium Pro на 200 МГц и разделенное ОЗУ на 64 Мбайт. Каждый узел kestrel содержит собственную 64-битную локальную шину и собственный сетевой адаптер (Network Interface Chip-NIC);
• • платы eagle используются в качестве сервисных, дисковых, сетевых узлов и узлов загрузки. Каждая плата имеет два процессора Pentium Pro, отличающихся высокой скоростью ввода-вывода.

Платы образуют решетку 32×38×2 в виде двух взаимосвязанных плоскостей 32×38 (рис. 19.3,б). Отметим, что платы находятся не во всех узлах решетки, поскольку размер решетки продиктован целями компоновки. Применяется пространственная маршрутизация, позволяющая обходить поврежденный канал связи. Для этого в каждом узле располагается маршрутизатор с шестью каналами связи (впередназад, вправо-влево, вверх-вниз) с другой плоскостью и с платой.

Рис. 19.3. Структура платы kestrel (а) и топология сети (б) системы Intel/Sandia.

kestrel или eagle. Каждый канал связи может передавать информацию одновременно в обоих направлениях со скоростью 400 Мбайт/с.

В системе можно выделить 4 логические части:

• • сервисные узлы, представляющие собой машины UNIX общего назначения с разделением времени, которые позволяют программистам писать и отлаживать свои программы;
• • вычислительные узлы, предназначенные для запуска больших приложений (они запускают микроядро системы UNIX);
• • узлы ввода-вывода, которые управляют 640 дисками, содержащими более 1 Тбайт данных. Имеется два независимых набора узлов ввода-вывода: узлы для секретной и несекретной работы;
• • системные узлы, используемые для загрузки системы.