SGI Происхождение 2000 - SGI Origin 2000
SGI Origin 2000 представляет собой семейство среднего и высокого класса серверных компьютеров , разработанных и изготовленных Silicon Graphics (SGI). Они были представлены в 1996 году после SGI Challenge и POWER Challenge. На момент введения они работали под управлением операционной системы IRIX , изначально версии 6.4 и более поздних, 6.5. Вариант Origin 2000 с графическими возможностями известен как Onyx2 . Вариант начального уровня, основанный на той же архитектуре, но с другой аппаратной реализацией, известен как Origin 200 . На смену Origin 2000 в июле 2000 года пришла Origin 3000 , производство которой было прекращено 30 июня 2002 года.
Модели
О семействе было объявлено 7 октября 1996 года. Проект носил кодовое название Lego , также известный как SN0, чтобы обозначить первую в серии масштабируемых узловых архитектур, контрастирующих с предыдущими симметричными многопроцессорными архитектурами в серии SGI Challenge .
| Модель | # процессоров | объем памяти | Ввод / вывод | Шасси | Введено | Снято с производства |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Происхождение 2100 | От 2 до 8 | До 16 ГБ | 12 XIO | Стол | ? | 31 мая 2002 г. |
| Происхождение 2200 | От 2 до 8 | До 16 ГБ | 12 XIO | Стол | ? | 31 мая 2002 г. |
| Происхождение 2400 | От 8 до 32 | До 64 ГБ | 96 XIO | От 1 до 4 стоек | ? | 31 мая 2002 г. |
| Происхождение 2800 | От 32 до 128 (256 и 512 не поддерживаются) | До 256 ГБ (512 ГБ не поддерживается) | 384 XIO | От 1 до 9 стоек (с Meta Router) | ? | 31 мая 2002 г. |
Origin 2100 в основном такой же, как и другие модели, за исключением того, что его нельзя обновить до других моделей. (если не были заменены карты маршрутизатора и т. д.)
Максимальное количество ЦП, которое SGI продвигало для Origin 2000, составляет 128 ЦП; выше 64 процессоров продукт был первоначально назван "CRAY Origin 2000", так как Cray Research только что была объединена с SGI. Три модели Origin 2000 могут использовать 512 ЦП и 512 ГБ памяти, но они никогда не продавались в качестве системы для клиентов. Один из модулей серии Origin 2000 с 512 процессорами был установлен на предприятии SGI в Игане, штат Миннесота, для целей тестирования, а два других были проданы исследовательскому центру NASA Ames в Маунтин-Вью, штат Калифорния, для специализированных научных вычислений. Система Origin 2800 с 512 ЦП стоила примерно 40 миллионов долларов каждая, а поставка систем Origin 3000 с возможностью масштабирования до 512 или 1024 ЦП по более низкой цене за производительность сделала систему Origin 2800 с 512 ЦП устаревшей.
Несколько клиентов также купили системы серии Origin 2000 с 256 процессорами, хотя SGI никогда не продавала их как продукт.
Самой крупной установкой серии SGI Origin 2000 была Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI) Blue Mountain в Национальной лаборатории Лос-Аламоса. Он включал 48 128-процессорных систем серии Origin 2000, все подключенные через высокопроизводительный параллельный интерфейс (HIPPI), всего 6144 процессора. На момент тестирования он занимал второе место в списке TOP500 самых быстрых компьютеров в мире. Этот тест был завершен всего с 40 узлами по 128 процессоров каждый и зафиксировал устойчивую скорость 1,6 терафлопс. Со всеми подключенными узлами он смог выдержать 2,1 терафлопс и пик более 2,5 терафлопс. Национальная лаборатория Лос-Аламоса также использовала еще одну систему с 12 процессорами Origin с 128 процессорами (всего 1536 процессоров) в рамках того же тестирования.
Лаборатория моделирования климата в Национальном центре атмосферных исследований (NCAR) имела систему Origin 2000 под названием «Ute» со 128 процессорами. Он был доставлен 18 мая 1998 года и списан 15 июля 2002 года. Меньшая система в NCAR получила название dataproc, поставленная 29 марта, с 16 процессорами. Системы в NASA Ames включали одну, названную в честь Harvard Lomax, с 512 процессорами, одну, названную в честь Джозефа Стегера, с 128 процессорами, одну, названную в честь Грейс Хоппер, с 64 процессорами, и одну, названную в честь Алана Тьюринга с 24 процессорами.
Аппаратное обеспечение
Каждый модуль Origin 2000 основан на узлах, подключенных к объединительной плате . Каждый модуль может содержать до четырех узловых плат, двух плат маршрутизатора и двенадцати опций XIO . Затем модули монтируются в шкафу на столе или в стойке. В шкафах со стороны стола может быть только один модуль, а в стойках - два. В конфигурациях с более чем двумя модулями используется несколько стоек.
| Вложение | Ширина | Рост | Глубина | Масса |
|---|---|---|---|---|
| Стол | 53 см (21 дюйм) |
65 см (25,5 дюйма) |
58 см (23 дюйма) |
98 кг (215 фунтов) |
| Стойка | 71 см (28 дюймов) |
185 см (73 дюйма) |
102 см (40 дюймов) |
317 кг (700 фунтов) |
^ 1 Цифры указаны для максимальных конфигураций.
Origin 200 использует некоторые из архитектурных компонентов, но в совершенно иной физической реализации , что не является масштабируемым.
Архитектура
Система Origin 2000 состоит из узлов, связанных между собой сетью межсетевых соединений. Он использует распределенную разделяемую память, иногда называемую масштабируемой многопроцессорной архитектурой с общей памятью (S 2 MP). Origin 2000 использует NUMAlink (первоначально называвшийся CrayLink) для системного соединения. Узлы подключены к платам маршрутизаторов, которые используют кабели NUMAlink для подключения к другим узлам через свои маршрутизаторы. Топология сети Origin 2000 представляет собой щетинистый толстый гиперкуб . В конфигурациях с более чем 64 процессорами вместо этого используется иерархическая сетевая топология жирного гиперкуба. Дополнительные кабели NUMAlink, называемые каналами Xpress, могут быть установлены между неиспользуемыми портами стандартного маршрутизатора для уменьшения задержки и увеличения пропускной способности. Ссылки Xpress могут использоваться только в системах с 16 или 32 процессорами, поскольку это единственные конфигурации с сетевой топологией, которая позволяет использовать неиспользуемые порты таким образом.
Архитектура уходит корнями в проект DASH в Стэнфордском университете , возглавляемый Джоном Л. Хеннесси , в который входили два дизайнера Origin.
Платы маршрутизатора
В Origin 2000 используются четыре разные платы маршрутизатора. Каждая последующая плата маршрутизатора позволяет подключать большее количество узлов.
Нулевой маршрутизатор
Нулевой маршрутизатор соединяет два узла в одном модуле. Система, использующая нулевой маршрутизатор, не может быть расширена из-за отсутствия внешних разъемов.
Звездный маршрутизатор
Маршрутизатор Star может подключать до четырех узлов. Он всегда используется вместе со стандартным маршрутизатором для правильной работы.
Стандартный маршрутизатор (маршрутизатор в стойку)
Стандартный маршрутизатор может подключать до 32 узлов. Он содержит специализированную интегральную схему (ASIC), известную как масштабируемое конвейерное соединение для распределенной маршрутизации конечных точек (SPIDER), которое служит маршрутизатором для сети NUMAlink. SPIDER ASIC имеет шесть портов, каждый с парой однонаправленных каналов, подключенных к перекрестной панели, которая позволяет портам связываться друг с другом.
Мета-маршрутизатор (маршрутизатор Cray)
Мета-маршрутизатор используется вместе со стандартными маршрутизаторами для подключения более 32 узлов. Он может подключать до 64 узлов.
Узлы
Каждый узел Origin 2000 умещается на одной печатной плате размером 16 на 11 дюймов, которая содержит один или два процессора, основную память, память каталогов и Hub ASIC. Узловая плата подключается к объединительной плате через 300-контактный разъем CPOP (Compression Pad-on-Pad). Разъем фактически объединяет два подключения: одно к сети маршрутизатора NUMAlink, а другое - к подсистеме ввода-вывода XIO.
Процессор
Каждый процессор и их вторичный кэш находятся на дочерней плате HIMM (Horizontal Inline Memory Module), которая подключается к узловой плате. На момент представления в Origin 2000 использовалась плата IP27 с одним или двумя процессорами R10000 с тактовой частотой 180 МГц и вторичным кешем 1 МБ. Также была доступна высокопроизводительная модель с двумя процессорами R10000 с тактовой частотой 195 МГц и вторичной кэш-памятью 4 МБ. В феврале 1998 года была представлена плата IP31 с двумя процессорами R10000 с тактовой частотой 250 МГц и дополнительными кэш-памятью 4 МБ. Позже плата IP31 была модернизирована для поддержки двух процессоров R12000 300, 350 или 400 МГц . Модели с частотой 300 и 400 МГц имели кеш-память второго уровня по 8 МБ, а модель с частотой 350 МГц - 4 МБ кэш-памяти второго уровня. Ближе к концу срока службы стал доступен вариант платы IP31, которая могла использовать R14000 500 МГц с кэшем L2 объемом 8 МБ.
Основная память и память каталогов
Каждая узловая плата может поддерживать до 4 ГБ памяти через 16 слотов DIMM с использованием проприетарных модулей памяти SDRAM DIMM с ECC емкостью 16, 32, 64 и 256 МБ. Поскольку шина памяти имеет ширину 144 бита (128 бит для данных и 16 бит для ECC), модули памяти вставляются парами. Для поддержки модели распределенной разделяемой памяти Origin 2000 модули памяти являются проприетарными и включают в себя память каталогов, которая содержит информацию о содержимом удаленных кешей для поддержания согласованности кешей , поддерживающих до 32 процессоров. Дополнительная память каталога требуется в конфигурациях с более чем 32 процессорами. Дополнительная память каталога содержится на проприетарных модулях DIMM, которые вставляются в восемь слотов DIMM, отведенных для его использования.
Хаб ASIC
ASIC концентратора связывает процессоры, память и XIO с системным соединением NUMAlink 2 . ASIC состоит из пяти основных разделов: кроссбар (именуемый «XB»), интерфейс ввода / вывода (именуемый «II»), сетевой интерфейс (именуемый «NI»), интерфейс процессора. (называемый «PI») и интерфейс памяти и каталога (называемый «DM»), который также служит контроллером памяти. Интерфейсы взаимодействуют друг с другом через буферы FIFO , подключенные к кроссбару. Когда два процессора подключены к ASIC концентратора, узел не ведет себя в стиле SMP . Вместо этого два процессора работают отдельно, а их шины мультиплексируются через однопроцессорный интерфейс. Это было сделано для сохранения контактов на ASIC концентратора. ASIC концентратора работает на частоте 100 МГц и содержит 900 000 вентилей, изготовленных с помощью пятислойного металлического процесса.
Подсистема ввода / вывода
Подсистема ввода-вывода основана на ASIC Crossbow (Xbow), который имеет много общего с ASIC SPIDER. Поскольку ASIC Xbow предназначен для использования с более простым протоколом XIO, его оборудование также проще, что позволяет ASIC иметь восемь портов по сравнению с шестью портами ASIC SPIDER. Два порта подключаются к узловым платам, а остальные шесть - к картам XIO. Хотя родной шиной подсистемы ввода-вывода является XIO, также могут использоваться шины PCI-X и VME64 , предоставляемые мостами XIO.
Базовая плата ввода-вывода IO6 присутствует в каждой системе. Это карта XIO, которая обеспечивает:
- 1 порт 10 / 100BASE-TX
- 2 последовательных порта, обеспечиваемые двумя UART
- 1 внутренний несимметричный порт Fast 20 UltraSCSI
- 1 внешний широкий UltraSCSI , односторонний порт
- 1 выход прерывания в реальном времени для кадровой синхронизации
- 1 вход прерывания в реальном времени (срабатывает по фронту)
- Flash PROM , NVRAM и часы реального времени
IO6G (G для графики) имел 2 дополнительных последовательных порта и порты клавиатуры / мыши, а также указанные выше порты. IO6G требовался в системах с графическими трубами (картами) Onyx для подключения клавиатуры / мыши.
Примечания
График SGI
использованная литература
- Ásgeir Th. Эйрикссон, Джон Кин, Алекс Силбей, Свами Венкатараман, Майкл Вудакр (1997), Методология и опыт проектирования исходной системы: ASIC с 1M-шлюзом и не только , Труды 42-й Международной компьютерной конференции IEEE (IEEE), стр. 157-164 doi: 10.1109 /CMPCON.1997.584690
- Руководство владельца стойки Origin 2000, 007-3456-003, 15 июня 1998 г., Silicon Graphics
- Руководство по теории эксплуатации Origin и Onyx2, 007-3439-002, 15 июня 1998 г., Silicon Graphics