§11.2.Коммуникационная среда myrinet.
Сетевую технологию Myrinet представляет компания Myricom, которая впервые предложила свою коммуникационную технологию в 1994 году.
Технология Myrinet основана на использовании многопортовых коммутаторов при ограниченных несколькими метрами длинах связей узлов с портами коммутатора. Узлы в Myrinet соединяются друг с другом через коммутатор (до 128 портов). Максимальная длина линий связи варьируется в зависимости от конкретной реализации.
Как коммутируемая сеть, аналогичная по структуре сегментам Ethernet, соединенным с помощью коммутаторов. Myrinet может одновременно передавать несколько пакетов, каждый из которых идет со скоростью, близкой к 2 Гбит/с. В отличие от некоммутированных Ethernet и FDDI сетей, которые разделяют общую среду передачи, совокупная пропускная способность сети Myrinet возрастает с увеличением количества машин. На сегодня Myrinet чаще всего используют как локальную сеть (LAN) сравнительно небольшого размера, связывая вместе компьютеры внутри комнаты или здания. Из-за своей высокой скорости, малого времени задержки, прямой коммутации и умеренной стоимости Myrinet часто используется для объединения компьютеров в кластеры. Myrinet также используется как системная сеть (System Area Network, SAN), которая может объединять компьютеры в кластер внутри стойки с той же производительностью, но с более низкой стоимостью, чем Myrinet LAN. Пакеты Myrinet могут иметь любую длину. Таким образом, они могут включать в себя другие типы пакетов, в том числе IP-пакеты. Объединение вычислительных узлов с адаптерами Myrinet в сеть происходит с помощью коммутаторов, которые имеют сейчас 4, 8, 12 или 16 портов. В коммутаторах используется передача пакетов путем установления соединения на время передачи. Для маршрутизации сообщений применяется алгоритм прокладки пути wormhole ("червоточина"). Коммутаторы, как и сетевые адаптеры, построены на специализированных микропроцессорах LANai компании Myricom.
На физическом уровне линки Myrinet состоят из 9 проводников: 8 битов предназначены для передачи информации, интерпретируемой в зависимости от состояния девятого бита как байт данных или управляющий символ; при этом на каждом линке обеспечивается управление потоком и контроль ошибок. Среда Myrinet выгодно отличается от многих других сред передачи, в частности, SCI, простотой концепции и аппаратной реализации протоколов. Она содержит ограниченный набор средств управления трафиком, использующих приливно-отливный буфер, управляющие символы и таймерные интервалы. Myrinet является открытым стандартом, компания Myricom предлагает широкий выбор сетевого оборудования. Технология Myrinet предоставляет широкие возможности масштабирования сети и часто используется при построении высокопроизводительных вычислительных кластеров.
Глава 12. Сосредоточенные вычислительные системы высокой производительности. §12.1. Конвейерные системы.
Теоретические основы конвейерных систем достаточно подробно рассмотрены в монографии [5], в соответствии с которой изложен материал этого раздела.
Основой конвейерных систем является конвейер (магистраль) обработки. Такая магистраль представляет собой набор функциональных блоков обработки с фиксаторами (локальной памятью) между ними (фиксаторы ступеней) (рисунок 12.1).
Рисунок
12.1.
На вход конвейера поступает векторные операнды А и В. Каждый i блок обработки выполняет функцию φi(A,B) и результат фиксируется в локальной памяти ступени (фиксаторе). Фиксаторы необходимы для устранения влияния переходных процессов в блоках обработки. Магистраль – не жестко заданная система. Внутриконвейерное управление (рисунок 17) позволяет обходить некоторые блоки (то есть данные через такой блок проходят транзитом).
Таким образом, в любой ступени конвейера имеются две компоненты: логика, выполняющая требуемую функцию, и некоторый механизм, сохраняющий данные с выхода ступени как входные данные для следующей ступени. Хотя обычно эти компоненты являются раздельными блоками аппаратуры, характеристики одного из них сильно влияют на структуру другого.
В конвейерах
существует следующие ограничения по
синхронизации (рисунок 12.2).
Рисунок 12.2.
На рисунке 12.2 обозначены: Т – время вычисления функции логическими схемами; W- время приема результатов фиксатором, Р – период синхронизации.
За счет разного пути проходимого синхроимпульсами возможен перекос синхронизации. Это видно из рисунка 12.3:
Рисунок 12.3.
Одно из ограничений состоит в том ,чтобы время Tmax , необходимое для прохождения сигнала по наиболее длинному пути внутри логики было
Tmax ≤ T-S.
В другом случае (рисунок 12.4), приход синхроимпульса на ступень запаздывает по сравнению с приходом того же синхроимпульса на предыдущую ступень ( в идеальном случае все ступени конвейера получают один и тот же импульсы одновременно).
Рисунок 12.4.
Такая задержка приводит к тому, что изменения на выходе предшествующей ступени распространятся по минимальному логическому пути и повлияют на последующую ступень во время того же самого периода синхронизации.
Для избегания этого необходимо, чтобы Tmin ≥W+S.