30892-1 (663175), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Класс V
Серия V - это сверхмощные UNIX-компьютеры, предназначенные для решения таких задач, как массовая обработка транзакций, OLTP и подобных, т.яе. везде, где необходимо в течение минимального времени обработать терабайты данных. Эта серия была анонсирована в начале 1997 г., когда была выпущена первая модель семейства V2200 Enterprise Server. На сегодня имеются пять ее вариантов с разным числом процессоров (1, 2, 4, 8, 16), хотя конструкция предусматривает до 32 процессоров.
Первые машины этого класса построены на процессорах PA-8200, в течение следующего года должны появиться модели с PA-8500. Однако основная особенность, благодаря которой компьютеры данного класса могут успешно соперничать с "большими" ЭВМ (по сути это и есть "большие" ЭВМ на базе процессоров PA-RISC, функционирующие под управлением HP-UX) - наличие шины HyperPlane. По оценкам ряда независимых аналитиков, это одна из наиболее эффективных шинных архитектур. Она позволяет обрабатывать до восьми одновременных транзакций "процессор-процессор" или "ЦП-ОЗУ", обеспечивая пропускную способность до 15,4 Гбайт/с. Такое решение было принято для того, чтобы максимально повысить производительность СУБД класса Oracle или Sybase при увеличении числа процессоров. Многие распространенные архитектуры многопроцессорных систем обладают одним, но существенным недостатком: все процессоры, подсистемы памяти и устройства ввода/вывода вынуждены делить одну и ту же шину. В итоге наступает момент, когда установка дополнительных процессоров уже не приносит никакой выгоды, поскольку они проводят большую часть времени в ожидании завершения очередной транзакции. В случае же HyperPlane данная проблема не возникает. Стоимость самой дешевой машины (один процессор и 256 Мбайт ОЗУ) составляет 170 тыс. долл. (для сравнения - ЭВМ IBM S/390 предлагается по цене от 1 млн. долл.).
S-класс
Мини-ЭВМ классов S и X - это сверхбыстродействующие компьютеры на базе процессоров PA-RISC. В их основу заложена архитектура "масштабируемой параллельной обработки" (Scalable Parallel Processing, SPP), которая позволяет значительно увеличить вычислительную мощность системы, сохраняя неизменной основную "среду обитания" пользователя: операционную систему, трансляторы, прикладные программы.
Главный компонент таких компьютеров - подсистема общедоступной памяти (Global System Memory, GSM). Это специфическая реализация архитектуры CC-NUMA, главная функция которой состоит в динамическом распределении данных между процессорами. Это же отличает ее от типичной SMP-системы. Компьютеры класса C имеют от четырех до шестнадцати 64-разрядных процессоров серии PA-8000/8200 с тактовой частотой 180 и 200 МГц соответственно (такая машина, способная обеспечить производительность до 11,5 Гфлопс, имеет ОЗУ емкостью до 16 Гбайт и до 24 контроллеров ввода-вывода (PCI).
Для повышения скорости передачи данных между компонентами в моделях семейств S и X имеются специализированные аппаратные средства перемещения блоков данных в физической памяти (DataMover), действиями которых управляет операционная система.
Машины X-класса дополняют серию S. Суперкомпьютеры класса X основаны на принципах симметричной многопроцессорной обработки (SMP) и состоят из моделей, которые носят название гиперузлов. Каждый гиперузел по существу представляет собой компьютер класса S, работающий совместно с другими такими же узлами. В итоге компьютер класса X содержит до 64 процессоров PA-8000 и оперативную память емкостью до 64 Гбайт, имеет пропускную способность системной шины до 61,4 Гбайт/с, каналов ввода-вывода - до 7,5 Гбайт/с, число контроллеров PCI до 96. Суммарная производительность такой системы достигает 46 ГФЛОПС.
Еще одна особенность машин серии X - двухуровневая структура подсистемы ОЗУ. Оно разделяется на два уровня: первый - это обычная память гиперузлов, второй - шина, объединяющая их в единое целое. Такое решение выгодно прежде всего потому, что резко уменьшается время передачи данных - локальная информация одной конкретной программы не выходит за пределы ее гиперузла, что позволяет сократить общую загрузку системной шины, сводя ее к передаче межузловой информации.
Платформы Sun
Компьютеры Sun применяются в тех областях, где понятия "надежность" и "высокая производительность" воспринимаются как нечто само собой разумеющееся.
Как относиться к тому, что кроме компьютеров "на все случаи жизни" существует еще и специализированная вычислительная техника? С одной стороны - положительно, ведь ни одному нормальному пользователю не придет в голову применить стандартный IBM-совместимый настольный ПК в качестве WEB-сервера или графической рабочей станции для конструирования, скажем, подводных лодок. С другой стороны, всегда хочется иметь под рукой машину, на которой можно делать решительно все.
К сожалению, так не бывает, вернее, бывает, но довольно дорого обходится. Я думаю, никто из читателей не рискнет купить самосвал, чтобы ездить на нем еще и в театр, и в магазин за продуктами, а на спортивном авто возить кирпич и доски для строящейся дачи. Если продолжить сравнение, то ПК больше всего напоминает легковушку-универсал, а специализированные компьютеры производства, например компании Sun Microsystems, - это скорее многотонные грузовики, междугородные автобусы и даже гоночные болиды "формулы один".
На банальный вопрос, чем же отличаеся техника Sun от IBM-совместимой, можно дать столь же незамысловатый ответ - всем, кроме, разве что, внешнего вида и, отчасти, набора интерфейсов. Начнем с того, что процессоры, применяемые в компьютерах Sun, имеют архитектуру RISC. Производительность подобных систем, как правило, выше, чем машин, простроенных на основе CISC-архитектуры (с полным набором команд). Затем, все современные процессоры класса UltraSRARC - 64-разрядные, что также отнюдь не уменьшает их быстродействия. Кроме того, архитектура, применяемая фирмой, позволяет строить масштабируемые системы, в которых при удвоении числа процессоров вычислительная мощность растет не "на проценты", а "в разы". Наконец, операционная система компьютеров Sun это не перегруженная излишествами, неустойчивая MS Windows, а Solaris - вариант уважаемой профессионалами ОС UNIX, которая прекрасно справляется с такими критичными приложениями, которые требуют максимального использования вычислительных ресурсов 7 дней в неделю, 24 часа в сутки.
Продукция Sun Microsystems - это десятки моделей и модификаций от бездисковых сетевых компьютеров JavaStation до серверов серии Ultra Enterprise, рассказать обо всех в рамках одной статьи невозможно, да и не стоит - потребуется слишком много места в журнале и слишком моного вашего времени, чтобы это прочесть. Поэтому давайте посмотрим, что нового предложила компания в текущем году, и на что следует рассчитывать пользователям техники Sun в ближайшем будущем.
В сентябре компания представила рабочие станции Ultra 30, построенные на процессорах UltraSPARC с тактовой частотой 250 или 300 МГц. Машины имеют внешний кэш 2 Мбайт, а жесткие диски подключены к шине UltraSCSI с полосой пропускания 40 Мбайт/с. В этих моделях фирма впервые применила 64-разрядную шину ввода-вывода PCI, работающую с тактовыми частотами 33 и 66 МГц. Предполагается, что на станции Ultra 30 впервые в отрасли будет установлен сетевой интерфейс Gigabit Ethernet. Новаторская архитектура портов UPA, по заявлению компании-производителя, даст возможность передавать данные на графический ускоритель со скоростью до 800 Мбайт/с, т. е. во много раз быстрее, чем это происходит в ПК. Рабочая станция оснащается двумя слотами UPA, что позволяет подключать к ней одновременно два монитора.
Кстати о мониторах. Новейшие графические станции Sun будут комплектоваться дисплеями не только с диагональю 17 и 20 дюймов, но и 24 дюйма. В этих устройствах отображения использован стандарт телевидения высокой четкости HDTV, подразумевающий соотношение размеров по горизонтали и вертикали 16:10 при разрешении 1920х1200 точек.
По сведениям, полученным от компании Sun, рабочая станция Ultra 30 с 300-МГц процессором на тестах SPECint95 и SPECfp95 продемонстрировала производительность в 2,5 раза более высокую, чем близкий по конфигурации IBM-совместимый компьютер на основе 266-МГц процессора Pentium-II. Аналогичная станция, но с 200-МГц UltraSPARC-II оказалась в два раза быстрее системы на Pentium-II с тактовой частотой 233 МГц. Разумеется подобные эксперименты нельзя назвать абсолютно чистыми, однако, при решении реальной задачи автоматического компьютерного проектирования оказалось, что UltraSPARC-II работает на 42% быстрее, чем Pentium Pro MMX даже с поправкой на разницу тактовых частот.
Однако оставим в стороне "гоночные автомобили" и перейдем к "грузовикам". Многим из вас наверное известно о противостоянии Sun Microsystems и Compaq Computer на рынке серверов. Основным критерием в этой борьбе стала стоимость одной транзакции, которая зависит от множества параметров, в том числе - от цены "железа", цены ПО и от производительности системы. Время от времени то та, то другая компания предлагала новое, более мощное решение, надеясь оторваться от соперника и захватить этот весьма прибыльный сектор рынка. Наконец, совсем недавно, в конце сентября, Sun, судя по высказываниям представителей компании, предложила первую серьезную альтернативу серверам Compaq. Компания выпустила сервер для рабочих групп Sun Enterprise 450, работающий под управлением Solaris for Intranets. Сам изготовитель позиционирует данное изделие как первый в индустрии сервер, позволяющий предоставить рабочей группе функциональные возможности системы масштаба предприятия. При этом гарантируется невысокая цена, простота эксплуатации и надежная работа с ПК под управлением Windows NT.
Что еще говорят специалисты Sun о своем новом детище? Сообщается, что Sun Enterprise 450 способен в одиночку справляться с функциями сразу нескольких серверов - сервера базы данных, Web-сервера, сервера электронной почты и т.д. Кроме того, он опережает аналогичные Windows NT-серверы по производительности. В качестве примера приводятся следующие данные: результат, полученный Enterprise 450 на тесте TPC-C составляет 11559,7 транзакций в минуту (tpmC) при соотношении цена/производительность 56,6 долл. на tpmC., что на 43% выше наилучшего результата, объявленного для серверов Compaq под Wndows NT. Утверждается также, что быстродействие Enterprise 450, измеренное по методике SPECweb96, оказалось более чем вдвое выше, чем у самого быстрого Pentium-сервера, а на тесте NotesBench он втрое перекрыл показатели лучшего сервера Compaq.
Что же позволило этой машине продемонстрировать такую сногсшибательную прыть? Очевидно, сочетание сразу нескольких вещей. В максимальной конфигурации Enterprise 450 содержит четыре 64-разрядных 300-МГц процессора UltraSPARC-II, оперативную память объемом 4 Гбайт, встроенные дисковые накопители с интерфейсом Ultra SCSI-3 общей емкостью 84 Гбайт и шесть высокопроизводительных шин PCI, способных перекачивать до 1 Гбит/с. Замечу, что это краткое описание относится к более чем скромному "средненькому" серверу, ведь в продуктовом ряду компании Sun есть семейство "тысячников", начинающееся 6-процессорной моделью Ultra Enterprise 3000 и заканчивающееся суперсервером Ultra Enterprise 10000, на котором может стоять до 64 процессоров UltraSPARC, 64 Гбайт разделяемой памяти, не говоря о дисковых массивах гигантских размеров и многочисленных аппаратных и программных новшествах, предназначенных для решения задач масштаба отрасли.
Однако все это - день сегодняшний, а буквально завтра Sun Microsystems собирается начать выпуск третьего поколения микропроцессоров UltraSPARC-III с набором команд VIS, которые будут работать с тактовой частотой 600 (!) МГц. Надо особо отметить, что на основе новых чипов можно будет строить хорошо масштабируемые системы, содержащие свыше 100 процессоров. Компания утверждает, что UltraSPARC-III способен обеспечить рост производительности в два-три раза по сравнению с процессорами предыдущих поколений. Одной из причин увеличения быстродействия помимо удвоения тактовой частоты стало повышение скорости обмена процессор - память, которая здесь вдвое выше, чем в в системах-предшественницах.
UltraSPARC-III абсолютно совместим на уровне исполнимых кодов со всеми приложениями, работающими под управлением операционной системы Solaris. Таким образом, фирма обеспечивает защиту инвестиций тех пользователей, которые уже вложили средства в довольно дорогие программные продукты.
Новое семейство процессоров предназначено в основном для сетевых серверов, составляющих основу инфраструктуры Интернета, для мощных настольных систем и для серверов рабочих групп. Последнее позволяет думать, что тот небольшой отрыв Sun от ближайших конкурентов в данном секторе, который образовался с появлением модели Enterprise 450, может резко увеличиться и стать уже непреодолимым препятствием для приверженцев платформы Wintel. Однако не будем загадывать, поживем - увидим.
Супер-компьютеры
Архитектура современных суперЭВМ
Диалектическая спираль развития компьютерных технологий совершила свой очередной виток - опять, как и десять лет назад, в соответстви и с требованиями жизни, в моду входят суперкомпьютерные архитектуры. Безусловно, это уже не те монстры, которые помнят ветераны - новые технологии и требовательный рынок коммерческих применений существенно изменили облик современного суперкомпьютера, Теперь это не огромные шкафы с уникальной аппаратурой, вокруг которой колдуют шаманы от информатики, а вполне эргономичные системы с унифицированным программным обеспечением, совместимые со своими младшими собратьями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
