SGI Origin 2000 - SGI Origin 2000

В SGI Origin 2000 это семья среднего и высокого класса серверные компьютеры разработан и изготовлен Силиконовая Графика (SGI). Они были введены в 1996 году на смену SGI Challenge и POWER Challenge. Во время введения они запускали IRIX Операционная система, изначально версия 6.4 и выше, 6.5. Вариант Origin 2000 с графическими возможностями известен как Оникс2. Вариант начального уровня, основанный на той же архитектуре, но с другой аппаратной реализацией, известен как Происхождение 200. На смену Origin 2000 пришел Origin 3000 в июле 2000 г., производство прекращено 30 июня 2002 г.

Происхождение 2000, известное как ASCI Голубая гора на Лос-Аламосская национальная лаборатория в 2001

Модели

О семье было объявлено 7 октября 1996 года.[1]Проект получил кодовое название конструктор Лего, также известный как SN0, чтобы указать первую в серии масштабируемых узловых архитектур, в отличие от предыдущих симметричный мультипроцессор архитектуры в SGI Challenge серии.[2]

МодельКол-во процессоровобъем памятиВвод / выводШассиВведеноСнято с производства
Происхождение 2100От 2 до 8До 16 ГБ12 XIOСтол?31 мая 2002 г.
Происхождение 2200От 2 до 8До 16 ГБ12 XIOСтол?31 мая 2002 г.
Происхождение 2400От 8 до 32До 64 ГБ96 XIOОт 1 до 4 стоек?31 мая 2002 г.
Происхождение 2800От 32 до 128 (256 и 512 не поддерживаются)До 256 ГБ (512 ГБ не поддерживается)384 XIOОт 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 изначально назывался CRAY Origin 2000 с тех пор, как Cray Research только что был объединен с SGI.[1] Три модели Origin 2000 могут использовать 512 ЦП и 512 ГБ памяти, но они никогда не продавались в качестве системы для клиентов. Один из 512-процессорных процессоров серии Origin 2000 был установлен на предприятии SGI в г. Иган, Миннесота для тестовых целей, а два других были проданы Исследовательский центр НАСА Эймса в Маунтин-Вью, Калифорния для специализированных научных вычислений. Origin 2800 с 512 ЦП стоят примерно 40 миллионов долларов каждый, а доставка Origin 3000 Системы, масштабируемые до 512 или 1024 ЦП при более низкой цене за производительность, сделали Origin 2800 с 512 ЦП устаревшим.

Несколько клиентов также купили системы серии Origin 2000 с 256 процессорами, хотя они никогда не продавались как продукт SGI.

Самая большая установка серии SGI Origin 2000 была Инициатива ускоренных стратегических вычислений (ASCI) Голубая гора в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Он включал 48 128-процессорных систем серии Origin 2000, все подключенные через Высокопроизводительный параллельный интерфейс (HIPPI) всего на 6144 процессора. На момент тестирования он занял второе место в рейтинге TOP500 список самых быстрых компьютеров в мире. Этот тест был завершен всего с 40 узлами по 128 процессоров в каждом и зафиксировал устойчивую скорость 1,6 терафлопс. Со всеми подключенными узлами он смог выдержать 2,1 терафлопс и пик более 2,5 терафлопс.Лос-Аламосская национальная лаборатория в рамках того же тестирования использовалась еще одна система с 12 процессорами Origin с 128 процессорами (всего 1536 процессоров).

Лаборатория климатического моделирования в Национальный центр атмосферных исследований (NCAR) имела систему Origin 2000 под названием «Ute» со 128 процессорами. Поставлен 18 мая 1998 г., списан 15 июля 2002 г.[3] Меньшая система в NCAR получила название dataproc, поставленная 29 марта, с 16 процессорами.[4]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 один назван в честь Алан Тьюринг с 24 процессорами.[5][6]

Аппаратное обеспечение

Каждый модуль Origin 2000 основан на узлах, подключенных к объединительная плата. Каждый модуль может содержать до четырех узловых плат, двух плат маршрутизатора и двенадцати XIO опции. 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.

ВложениеШиринаВысотаГлубинаМасса1
Стол53 см
(21 дюйм)		65 см
(25,5 дюймов)		58 см
(23 дюйма)		98 кг
(215 фунтов)
Стойка71 см
(28 дюймов)		185 см
(73 дюйма)		102 см
(40 дюймов)		317 кг
(700 фунтов)

^1 Указанные цифры относятся к максимальным конфигурациям.

В Происхождение 200 использует некоторые архитектурные компоненты, но в совершенно другой физической реализации, не масштабируемой.[7]

Архитектура

Система Origin 2000 состоит из узлов, связанных между собой сетью межсетевого взаимодействия. Он использует распределенная разделяемая память иногда называется масштабируемой многопроцессорной обработкой с общей памятью (S2МП) архитектура. Origin 2000 использует NUMAlink (первоначально названный CrayLink) для его 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 жир. 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 можно использовать только в системах с 16 или 32 процессорами, так как это единственные конфигурации с сетевой топологией, которая позволяет использовать неиспользуемые порты таким образом.

Архитектура уходит корнями в БРОСАТЬСЯ проект в Стэндфордский Университет во главе с Джон Л. Хеннесси, в которую входили два дизайнера Origin.[8][9]

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 специализированная интегральная схема (ASIC), известное как масштабируемое конвейерное соединение для распределенной маршрутизации конечных точек (SPIDER), которое служит маршрутизатором для сети NUMAlink. ASIC SPIDER имеет шесть портов, каждый с парой однонаправленных каналов, подключенных к перекладина что позволяет портам взаимодействовать друг с другом.[10]

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 одном 16 "на 11" печатная плата который содержит один или два процессора, основную память, память каталога и ASIC концентратора. Узловая плата подключается к объединительной плате через 300-контактный разъем CPOP (Compression Pad-on-Pad). Коннектор 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 вставляется в узловую плату. На момент представления Origin 2000 использовала плату IP27 с одним или двумя R10000 процессоры с тактовой частотой 180 МГц с дополнительным кешем (-ами) 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 вторичным кэшем 4 МБ. Позже плата IP31 была модернизирована для поддержки двух 300, 350 или 400 МГц R12000 процессоры. Модели с частотой 300 и 400 МГц имели кэш второго уровня по 8 МБ, а модель с частотой 350 МГц - 4 МБ кэша второго уровня. Ближе к концу срока службы вариант платы IP31, который мог использовать 500 МГц R14000 с 8 МБ L2-кешей.

Основная память и память каталогов

Каждая узловая плата может поддерживать до 4 ГБ памяти через 16 слотов DIMM с использованием проприетарных Память ECC SDRAM DIMM 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 общей памяти Origin 2000 модули памяти являются проприетарными и включают в себя память каталогов, которая содержит информацию о содержимом удаленных кешей для обслуживания согласованность кеша, поддерживающий 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 взаимодействует с процессорами, памятью и XIO к NUMAlink 2 системное соединение. ASIC состоит из пяти основных разделов: кроссбар (именуемый «XB»), интерфейс ввода / вывода (именуемый «II»), сетевой интерфейс (именуемый «NI»), интерфейс процессора. (именуемый «PI») и интерфейс памяти и каталогов (называемый «DM»), который также служит контроллером памяти. Интерфейсы взаимодействуют друг с другом через ФИФО буферы, которые подключены к перекладине. Когда два процессора подключены к ASIC концентратора, узел не работает в SMP мода. Вместо этого два процессора работают отдельно, а их шины мультиплексированный 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 Xbow ASIC 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 родная шина подсистемы ввода-вывода - XIO, PCI-X и VME64 также могут использоваться автобусы, обеспечиваемые мостами XIO.

Базовая плата ввода-вывода IO6 присутствует в каждой системе. Это карта XIO, которая обеспечивает:

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

  1. ^ а б «Silicon Graphics и Cray Research представляют семейство модульных серверов Origin: системы с высокой пропускной способностью революционизируют экономику компьютерных покупок благодаря бесшовной масштабируемости». пресс-релиз. 7 октября 1996 г. Архивировано с оригинал 7 июля 1997 г.. Получено 21 сентября, 2013.
  2. ^ «Силиконовая Графика полностью обновляет свои станции, серверы». Обзор компьютерного бизнеса. 7 октября 1996 г.
  3. ^ "SGI Origin 2000 (ute): 1998–2002". Галерея суперкомпьютеров SCD. Национальный центр атмосферных исследований. Получено 21 сентября, 2013.
  4. ^ «SGI Origin 2000 (датапрок): 1999–2004». Галерея суперкомпьютеров SCD. Национальный центр атмосферных исследований. Получено 21 сентября, 2013.
  5. ^ «НАСА назовет суперкомпьютер в честь колумбийского астронавта». пресс-релиз. НАСА. 10 мая 2004 г.. Получено 21 сентября, 2013.
  6. ^ Раймонд Д. Терни (22 октября 2004 г.). «Сравнение 250 МГц R10K Origin 2000 и 400 МГц Origin 2000 с использованием параллельных тестов NAS» (PDF). Технический отчет NAS 01-007. Получено 21 сентября, 2013.
  7. ^ Джеймс Лаудон и Дэниел Леноски (23 февраля 1997 г.). Обзор системы линейки продуктов SGI Origin 200/2000. Материалы 42-й Международной компьютерной конференции IEEE. IEEE. С. 150–156. Дои:10.1109 / CMPCON.1997.584688. ISBN  978-0-8186-7804-2.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  8. ^ Дэниел Леноски, Джеймс Лаудон, Трумэн Джо, Дэвид Накахира, Луис Стивенс, Ануп Гупта и Джон Л. Хеннесси (Май 1992 г.). «Прототип DASH: реализация и производительность». Материалы 19-го ежегодного международного симпозиума по компьютерам. 2 (2): 92–103. Дои:10.1145/146628.139706.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  9. ^ Джеймс Лаудон и Даниэль Леноски (май 1997 г.). "Источник SGI: масштабируемый сервер ccNUMA" (PDF). Материалы 24-го ежегодного международного симпозиума по компьютерной архитектуре. 25 (2): 241–251. Дои:10.1145/384286.264206.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  10. ^ Майк Галлес (1996). «Масштабируемое конвейерное соединение для распределенной маршрутизации конечных точек: микросхема SGI SPIDER». Материалы симпозиума по горячим межсоединениям. Стэнфордский университет: 141–146.

Рекомендации