Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем (2005) (1186253), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Эти работы входят в соответствующие целевые научно-технические программы федерального и ведомственного уровня.Массово-параллельные масштабируемые системы МВС предназначены для решения прикладных задач, требующих большого объема вычислений и обработки данных. Суперкомпьютерная установка системы МВС представляет собой мультипроцессорный массив,объединенный с внешней дисковой памятью и устройствами ввода-вывода информации под общим управлением персональногокомпьютера или рабочей станции.МВС-1000 — система 3-го поколения, основана на использованиимикропроцессоровAlpha21164(разработкафирмыDEC-Compaq; выпускается также заводами фирм Intel и Samsung) спроизводительностью до 1—2 млрд операций в секунду и присоединенной оперативной памятью объемом 0,1—2 Гбайт.Мультипроцессорный массив системы с блоками вторичногоэлектросилового питания и вентиляцией располагается в стойкахразмером 550 х 650 х 2200 мм промышленного стандарта; вес заполненной стойки — 220 кг, потребляемая мощность до 4 кВт.В основном исполнении системы межпроцессорный обменструктурнЪ аналогичен используемому в системе МВС-100 и реализуется в двух модификациях: на базе «транспьютероподобного»3.8.
Кластерные и массивно-параллельные системы...325связного микропроцессора TMS320C44 (фирма Texas Instruments),имеющего четыре канала с пропускной способностью каждого20 Мбайт/с, либо на базе связного микропроцессора SHARC ADSP21060 (фирма Analog Devices), имеющего шесть внешних каналов спропускной способностью каждого — 40 Мбайт/с.Исполнение МВС-ЮООК отличается использованием для межпроцессорного обмена коммутационной сети MYRINET (фирмаMyricom, США) с пропускной способностью канала в дуплексномрежиме 2 х 160 Мбайт/с. Кроме того, предусмотрено подключениек каждому процессору памяти на жестком диске с объемом2—9 Гбайт.В стандартной стойке располагается до 64 процессоров системыМВС-1000 или 24 процессора системы МВС-ЮООК.
Предусмотренысредства системного объединения стоек для установок с большимчислом процессоров.В программном обеспечении МВС используются:• языки FORTRAN и С (C++), дополнительные средства описания параллельных процессов;• программные средства PVM и MPI (общепринятые для системпараллельной обработки);• средства реализации многопользовательских режимов и удаленного доступа.Примеры кластерных решений IBMВ начале 2000 г.
IBM создала Linux-кластер из установленных встойке серверов IBMxSeries, интегрировав их с соответствующимисетями, системами управления (аппаратное и программное обеспечение) и необходимыми услугами. После выпуска в 2001 г. кластера1300 IBM представила недавно кластер 1350 на процессорах IntelХеоп (табл. 3.7).Таблица 3 7 Пример конфигурации кластера 13501Число узлов Скорость про- Память систе- Внутренняя Соединение клаКлассцессора, ГГцмы, Гбайтпамять, Гбайт стера, Мбит/скластераНачальный82,00,5121810/1 00 EthernetСредний322,411810/1 00 EthernetПрофессиональный1282,8136Gigabit EthernetВысокопроизводительный642,8136Myrmet-2000326Глава 3.
Вычислительные системыСтандартным вычислительным узлом для кластера 1350 является IBMxSeries 335. Это позволяет одному или двум процессорамIntel Pentium 4 (Хеоп) с быстрой динамической памятью и дискомразмещаться в стандартном корпусе размером «1U». Символ 1Uобозначает 1,75 дюймов высоты в стандартном 19-дюймовом корпусе.
Х335 имеет встроенный сервисный процессор и два слота длясоединения с другими компонентами системы.Головные узлы, узлы управления и узлы запоминающих устройств обеспечивают особые функции для управления кластером(как обеспечение загрузки, управление устройствами, внешнийввод/вывод и т. д.). Сервер 2U IBM xSeries 345, основанный на процессорах Хеоп, в кластере 1350 используется как узел управления ихранения данных и может быть также использован как вычислительный узел. Коммутаторы используются для межпроцессорногосоединения в параллельном программировании и для различныхфункций управления.Для параллельного программирования в качестве межпроцессорного соединения обычно используется коммутатор Myrinet фирмы Myricom.
Пропускная способность канала составляет приблизительно 200 Мбайт/с в каждом направлении со временем задержки6—8 мкс.Терминальные серверы обеспечивают удаленный доступ к консолям ОС узлов через последовательную сеть. Дополнительныефункциональные возможности добавляются посредством клавиатуры, мыши, монитора.Коммерческий программный пакет может включать в себяWebSphere, DB2, MySQL и т. д. НРС пакет может включать MPICH,PVM, Maui Scheduler, математические библиотеки, трансляторы,профилировщики и т. д.Операционная система Linux инсталлирована на каждом узлекластера. Кластер 1350 запускается под Red Hat Linux. В дальнейшем планируется ставить ОС SuSE (4Q02).Большинство сложившихся систем управления, называемыххСАТ, были разработаны IBM для сборки кластеров на основе требований заказчика. хСАТ поддерживает все требуемые функции,включая функции удаленного контроля.
Отметим, что хСАТ использует сервисный процессор xSeries и что хСАТ не является открытым программным продуктом. Продукт поставляется свободно скластерным пакетом IBM, включая исходные тексты.Управление системами кластера для Linux (CSM) — это лицензионный программный продукт IBM. Он обеспечивает функцииуправления системами, сходными по форме с программами под-3.8. Кластерные и массивно-параллельные системы...327держки параллельных систем (Parallel System Support Programs —PSSP) для AIX-систем уровня поддержки на RS/6000 SP. CSM —это стандартный программный продукт для кластера 1350.CSM для Linux включает технологию, извлеченную из PSSP, исейчас доступную на AIX для управления кластерами, собраннымииз серверов xSeries и запускаемых под Linux, серверами IBM pSeries,управляемых AIX, или комбинацией обеих операционных систем.Другие программные продукты, как взятые из открытого доступа, так и лицензионные, могут быть выбраны и адаптированы к нуждам заказчика и инсталлированы в виде части полной системывсего кластерного решения.
Образцы этого ПО включают PortableBatch Scheduler (PBS) и Maui Scheduler, взятые из открытого доступа. Другие образцы включают MPICH для параллельного программирования, математические библиотеки, инструментарий для параллельной отладки и повышения производительности и много других приложений от независимых продавцов.Примеры кластерных решений HPСлияние HP и Compaq обеспечило HP прочное положение лидера по продаже Linux-систем, соответствующих лучшим индустриальным стандартам на базе архитектур IA-32 и IA-64.
Данная технология дополнена мощной поддержкой разработок ядра Linux на базесемейства Itanium, а также разработок с открытым кодом в целом.Поддержка ОС Linux со стороны HP охватывает всю линейкусерверов HP, основанных на архитектуре Intel (IA-32 и IA-64),включая все серверы промышленного стандарта HP ProLiant, сверхплотную блейд-архитектуру, рабочие станции HP, настольные компьютеры Evo, отдельные портативные компьютеры, серверыProLiant для применения в качестве межсетевых экранов и дажепортативные устройства iPAQ. HP также продолжает поддерживатьтехнологию ОС Linux для архитектуры AlphaServer, разработаннуюкомпанией Compaq. Это открыло путь для современных разработокОС Linux на базе семейства Itanium. HP поддерживает на своих серверах дистрибутивы Red Hat и SuSE, планируя осуществлять поддержку дистрибутивов операционной системы UnitedLinux после еевыпуска.
HP предлагает заказчикам возможность предварительноустановить любую ОС Linux на выбранные серверы ProLiant и рабочие станции Evo. Услуги по глобальному развертыванию позволяютуправлять предварительной установкой операционной системы влюбой точке мира.328Глава 3. Вычислительные системыПрограммное обеспечение HP может поддерживать большинство современных средств разработки и настройки производительности для кластерных решений на базе системы Linux. При выбореэтих средств действуют ограничения, связанные с типами процессоров и межузловых соединений.
В число программных продуктоввходят:• компилятор Intel C++ Compiler для Linux;• компилятор Intel Fortran Compiler для Linux;• библиотека Intel Math Kernel Library;• Intel Vtune Performance Analyzer — средство оптимизации программного кода.Примеры кластерных решений SGIКомпания Silicon Graphics (SGI) была создана в 1981 г. Основным направлением работы компании в течение многих лет былосоздание высокопроизводительных графических рабочих станций.В настоящее время ее интересы распространяются на рынок высокопроизводительных вычислений как для технических, так и длякоммерческих приложений. В частности, она концентрирует своиусилия на разработке и внедрении современных технологий визуализации вычислений, трехмерной графики, обработки звука и мультимедиа.В начале 2003 г. компания SGI представила новое семейство64-х разрядных Linux-серверов и суперкластеров, названных SGIAltix 3000. Система SGI Altix 3000 использует процессоры IntelItanium 2 и основана на архитектуре глобальной разделяемой памяти SGI Numaflex, которая является реализацией архитектуры неоднородного доступа к памяти (NUMA).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
