«Лезвия» векторной обработки Cray x2

Векторные процессоры сегодня в мире используются редко (естественно, речь не идет о графических процессорах или процессорах х86-архитектуры c векторными расширениями системы команд типа SSE, включающими обработку очень коротких векторов). Кроме унаследованных приложений, к применению векторных систем могут подтолкнуть, пожалуй, только очень высокие требования к пропускной способности оперативной памяти, где векторные процессоры – при обращении к последовательным адресам памяти – обладают преимуществами.

Для таких приложений в Cray XT5h используются «лезвия» векторной обработки Cray X2. Эти вычислительные «лезвия» состоят из двух векторных вычислительных узлов. Каждый узел представляет собой четырехпроцессорную симметричную систему с общим полем оперативной памяти емкостью 32-64 Гбайт (рис. 8).

Векторные процессоры (V) работают на частоте 1,6 ГГц, имеют производительность 25,6 GFLOPS и являются одноядерными. Каждый векторный процессор V содержит суперскалярный процессор и восемь векторных конвейеров. В состав векторного процессора V входит три уровня кэша, в том числе 512 Кбайт кэша второго уровня и 8 Мбайт – третьего. Обеспечивается когерентность кэш-памяти разных векторных процессоров V.

Рис. 8.

Производительность узла составляет свыше 100 GFLOPS (это, однако, меньше, чем у «обычных» узлов на базе процессоров Istanbul), а пропускная способность оперативной памяти в расчете на один векторный процессор V равна 28,5 Гбайт/с.

Внутри узла оперативная память однородна по времени доступа, но при доступе в оперативную память другого узла мы имеем модель NUMA. Для связи векторных узлов применяется другое, разработанное фирмой Cray, межсоединение с топологией «толстого дерева», представляющее собой один из вариантов сети Клоза.

Пропускная способность межсоединения для связей «точка-точка» составляет 9,4 Гбайт/с; в фирме Сray говорят и о низких величинах задержки. Структурно возможно масштабирование векторной подсистемы Cray ХТ5h до 32K векторных процессоров, работающих с общим глобальным адресным пространством.

Таким образом, речь фактически идет о векторной многопроцессорной системе с собственным межсоединением, «погруженной» в Cray XT5. Для взаимодействия векторной подсистемы с межсоединением SeaStar2+ применяются прямые интерфейсы в узлах, имеющие пропускную способность 4,8 Гбайт/с (рис. 4).

«Лезвия» этой векторной подсистемы размещаются в стойках высотой 2м и основанием 1м х 1,6м, вес которых составляет 1,1 тонн, а энергопотребление – до 45 кВт.