Попов И.И., Матвеев А.А., Максимов Н.В. Архитектура электронно-вычислительных машин и систем (2004) (1186255), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Коммутаторыиспользуются для межпроцессорного соединения в параллельномпрограммировании и для различных функций управления.Дляпараллельногопрограммированиявкачествемежпроцессорного соединения обычно используется коммутаторMyrinet фирмы Myricom. Пропускная способность канала составляетприблизительно 200 Мбайт/с в каждом направлении со временемзадержки 6-8 мкс.Терминальные серверы обеспечивают удалённый доступ кконсолям ОС узлов через последовательную сеть.
Дополнительныефункциональные возможности добавляются посредством клавиатуры,мыши, монитора.224Пример конфигурации кластера 1350КлассЧислоузловкластераСкоростьпроцессора,ГГцПамятьсистемы,ГбайтВнутренняя память,ГбайтНачальный82,00,51218Средний322,4118ПрофессиональныйВысокопроизводительный1282,8136642,8136Соединениекластера,Мбит/с10/100Ethernet10/100EthernetGigabitEthernetMyrinet2000Коммерческий программный пакет может включать в себяWebSphere, DB2, MySQL и т.д. HPC 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 дальнейшемпланируется ставить ОС Linux SuSE (4Q02).Большинство сложившихся систем управления, называемыхxCAT, были разработаны IBM для сборки кластеров на основетребований заказчика. xCAT поддерживает все требуемые функции,включая функции удаленного контроля. Отметим, что xCAT используетсервисный процессор xSeries и что xCAT не является открытымпрограммным продуктом.
Продукт поставляется свободно с кластернымпакетом IBM, включая исходные тексты.Управление системами кластера для Linux (CSM) — этолицензионный программный продукт IBM. Он обеспечивает функцииуправления системами, сходными по форме с программами поддержкипараллельных систем (Parallel System Support Programs — PSSP) дляAIX-систем уровня поддержки на RS/6000 SP.
CSM — это стандартныйпрограммный продукт для кластера 1350.CSM для Linux включает технологию, извлечённую из PSSP, исейчас доступную на AIX для управления кластерами, собранными изсерверов 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 нуждамзаказчика и инсталлированы в виде части полной системы всегокластерного решения.
Образцы этого ПО включают Portable BatchScheduler (PBS) и Maui Scheduler, взятые из открытого доступа. Другиеобразцы включают MPICH для параллельного программирования,математические библиотеки, инструментарий для параллельной отладки225и повышения производительности и много других приложений отнезависимых продавцов.Примеры кластерных решений HPСлияние HP и Compaq обеспечило HP прочное положение лидерапо продаже Linux-систем, соответствующих лучшим индустриальнымстандартом на базе архитектур IA-32 и IA-64. Данная технологиядополнена мощной поддержкой разработок ядра Linux на базе семействаItanium, 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), включаявсе серверы промышленного стандарта HP ProLiant, сверхплотнуюблейд-архитектуру, рабочие станции HP, настольные компьютеры Evo,отдельные портативные компьютеры, серверы ProLiant для примененияв качестве межсетевых экранов и даже портативные устройства iPAQ.HP также продолжает поддерживать технологию ОС Linux дляархитектуры AlphaServer, разработанную компанией Compaq.
ОС Linuxработает на Alpha системах, начиная с 1994 года, став первым примером64-разрядной системы с поддержкой Linux. Это открыло путь длясовременных разработок ОС Linux на базе семейства Itanium. HPподдерживает на своих серверах дистрибутивы Red Hat и SuSE,планируя осуществлять поддержку дистрибутивов операционнойсистемы UnitedLinux после ее выпуска. HP предлагает заказчикамвозможность предварительно установить любую ОС Linux навыбранные серверы ProLiant и рабочие станции Evo. Услуги поглобальному развертыванию позволяют управлять предварительнойустановкой операционной системы в любой точке мира.Программное обеспечение НР может поддерживать большинствосовременных средств разработки и настройки производительности длякластерных решений на базе системы Linux. При выборе этих средствдействуют ограничения, связанные с типами процессоров и межузловыхсоединений.
В число программных продуктов входят:• Компилятор Intel C++ Compiler для Linux;• Компилятор Intel Fortran Compiler для Linux;• Библиотека Intel Math Kernel Library;• Intel Vtune Performance Analyzer – средство оптимизациипрограммного кода.Примеры кластерных решений SGIСедьмого января 2003 года компания SGI представила новоесемейство 64-х разрядных Linux-серверов и суперкластеров, названныхSGI Altix 3000. Система SGI Altix 3000 использует процессоры IntelItanium 2 и основана на архитектуре глобальной разделяемой памяти SGI226Numaflex, которая является реализацией архитектуры неоднородногодоступа к памяти (NUMA). NUMAflex появилась в 1996 году и с тех пориспользовалась в известной серии серверов и суперкомпьютеров SGIOrigin, основанных на процессорах MIPS и 64-разрядной операционнойсистеме IRIX.
Дизайн NUMAflex позволяет помещать процессор,память, систему ввода/вывода, соединительные провода, графическуюподсистему в модульные компоненты, иначе называемые блоками иликирпичиками.Этикирпичикимогуткомбинироватьсяиконфигурироваться с большой гибкостью, чтобы удовлетворятьпотребности клиента в ресурсах и рабочей нагрузке. Используя этотдизайн третьего поколения, компания SGI смогла создать систему SGIAltix 3000 на основе традиционных блоков ввода/вывода (IX- и PXблоки), хранения данных (D-блоки) и соединительных компонентов(маршрутизирующие блоки/R-блоки).
Основным отличием этой новойсистемы является процессорный блок (C-блок), который содержитпроцессоры Itanium 2.Ключевой особенностью системы является использованиекаскадируемых коммутаторов в маршрутизирующих элементах.Каскадируемые коммутаторы обеспечивают системе малые временазадержки, или замедление доступа к памяти, несмотря на модульнуюконструкцию. Это критично для машин, использующих архитектурунеоднородного доступа к памяти (NUMA). Задержки всегда былипроблемой в архитектуре NUMA, так как память распределяется междуузлами, а не сосредоточена в одном месте. Каскадируемые коммутаторыиспользуют каталогизируемую схему памяти для отслеживания данных,находящихся в разных кэшах. В результате меньшие объемы данныхпересылаются между частями памяти, что выливается в понижениезадержек по сравнению с традиционными системами, основанными нашинах.В недавних тестах SPECfp_rate_base2000 система SGI Altix 3000 (1ГГц) показала мировой рекорд производительности в операциях сплавающей точкой для 64-процессорного сервера со значением 862.Наиболее близкий результат для 64-процессорных систем с единымобразом операционной системы показал сервер HP Superdome (875 МГц)со значением 267 – меньше трети производительности системы SGI.
Посравнению с 32-процессорными системами SGI Altix 3000 показалпроизводительность в 1,8 раз большую, чем IBM eServer p690 (1,3 ГГц)и в 3,5 раза большую, чем HP Superdome (750 МГц). 32-процессорнаясистема SGI получила 443 очка, IBM eServer p690 – 251, HP Superdome –128. Результаты 32-процессорного сервера SGI Altix 3000демонстрируют превосходство на 300 процентов по критериюцена/производительность по сравнению с IBM eServer p690.227SMP Power Challenge фирмы Silicon GraphicsКомпания Silicon Graphics (SGI) была создана в 1981 году.Основным направлением работы компании в течение многих лет былосоздание высокопроизводительных графических рабочих станций. Внастоящее время ее интересы распространяются на рыноквысокопроизводительных вычислений как для технических, так и длякоммерческих приложений. В частности она концентрирует свои усилияна разработке и внедрении современных технологий визуализациивычислений, трехмерной графики, обработки звука и мультимедиа.Разработка процессора R10000 позволила компании перейти кобъединению своих серверов Challenge (на базе процессора R4000) иPowerChallenge (на базе процессора R8000) в единую линию изделий.Благодаря повышенной производительности этого процессора нацелочисленных операциях и плавающей точке, обе линии продуктовмогут быть объединены без потери производительности.Серверы Silicon Graphics работают под управлением операционнойсистемы IRIX (ОС UNIX реального времени), построенной всоответствии с требованиями стандартов SVID (System V InterfaceDefinition) и XPG4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
