Параллельная обработка данных


Архитектура векторно-конвейерных супер-ЭВМ CRAY C90


2004 г

Курс лекций "Параллельная обработка данных"

, д.ф.-м.н., зам. директора НИВЦ МГУ
Сайт PARALLEL.RU

Лекция 2. Архитектура векторно-конвейерных супер-ЭВМ CRAY C90

План лекции:

Общая структура компьютера CRAY Y-MP C90.

CRAY Y-MP C90 - это векторно-конвейерный компьютер, объединяющий в максимальной конфигурации 16 процессоров, работающих над общей памятью. Время такта компьютера CRAY Y-MP C90 равно 4.1 нс, что соответствует тактовой частоте почти 250MHz.

Разделяемые ресурсы процессора

Структура оперативной памяти.

Оперативная память этого компьютера разделяется всеми процессорами и секцией ввода/вывода. Каждое слово состоит из 80-ти разрядов: 64 для хранения данных и 16 для коррекции ошибок. Для увеличения скорости выборки данных память разделена на множество банков, которые могут работать одновременно.

Каждый процессор имеет доступ к ОП через четыре порта с пропускной способностью два слова за один такт каждый, причем один из портов всегда связан с секций ввода/вывода и по крайней мере один из портов всегда выделен под операцию записи.

В максимальной конфигурации вся память разделена на 8 секций, каждая секция на 8 подсекций, каждая подсекция на 16 банков. Адреса идут с чередованием по каждому из данных параметров:

адрес 0 - в 0-й секции, 0-подсекции, 0-м банке, адрес 1 - в 1-й секции, 0-подсекции, 0-м банке, адрес 2 - в 2-й секции, 0-подсекции, 0-м банке, ... адрес 8 - в 0-й секции, 1-подсекции, 0-м банке, адрес 9 - в 1-й секции, 1-подсекции, 0-м банке, ... адрес 63 - в 7-й секции, 7-подсекции, 0-м банке, адрес 64 - в 0-й секции, 0-подсекции, 1-м банке, адрес 65 - в 1-й секции, 0-подсекции, 1-м банке, ...

При одновременном обращении к одной и той же секции из разных портов возникает задержка в 1 такт, а при обращении к одной и той же подсекции одной секции задержка варьируется от 1 до 6 тактов. При выборке последовательно расположенных данных или при выборке с любым нечетным шагом конфликтов не возникает.

Секция ввода/вывода

Компьютер поддерживает три типа каналов, которые различаются скоростью передачи: