SGI Origin 2000 - SGI Origin 2000
SGI Origin 2000 je rodina mid-range a high-end serverech vyvinutých a vyrobených firmou Silicon Graphics (SGI). Byly představeny v roce 1996 jako nástupce SGI Challenge a POWER Challenge. V době uvedení na trh běžel operační systém IRIX , původně verze 6.4 a novější, 6.5. Varianta Origin 2000 s grafickými schopnostmi je známá jako Onyx2 . Varianta základní úrovně založená na stejné architektuře, ale s odlišnou hardwarovou implementací, je známá jako Origin 200 . Origin 2000 byl následován Origin 3000 v červenci 2000 a byl přerušen 30. června 2002.
Modely
Rodina byla oznámena 7. října 1996. Projekt dostal kódové označení Lego a také známý jako SN0, aby označil první ze série škálovatelných architektur uzlů, což je v kontrastu s předchozími symetrickými víceprocesorovými architekturami ze série SGI Challenge .
| Modelka | počet CPU | Paměť | I/O | Podvozek | Představeno | Přerušeno |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Původ 2100 | 2 až 8 | Až 16 GB | 12 XIO | U stolu | ? | 31. května 2002 |
| Původ 2200 | 2 až 8 | Až 16 GB | 12 XIO | U stolu | ? | 31. května 2002 |
| Původ 2400 | 8 až 32 | Až 64 GB | 96 XIO | 1 až 4 regály | ? | 31. května 2002 |
| Původ 2800 | 32 až 128 (256 a 512 nepodporováno) | Až 256 GB (512 GB nepodporováno) | 384 XIO | 1 až 9 stojanů (s meta routerem) | ? | 31. května 2002 |
Origin 2100 je většinou stejný jako ostatní modely, kromě toho, že jej nelze upgradovat na jiné modely. (pokud nebyly vyměněny směrovací karty atd.)
Nejvyšší počet CPU, který SGI uváděl na trh pro Origin 2000, je 128 CPU; nad 64 CPU byl produkt původně označen jako „CRAY Origin 2000“, protože společnost Cray Research byla právě sloučena se SGI. Tři modely Origin 2000 jsou schopné využívat 512 CPU a 512 GB paměti, ale ty nebyly nikdy prodávány jako systém zákazníkům. Jeden ze série 512 CPU Origin 2000 byl nainstalován v závodě SGI v Eaganu v Minnesotě pro testovací účely a další dva byly prodány do NASA Ames Research Center v Mountain View v Kalifornii za účelem specializovaných vědeckých výpočtů. Origin 2800 s 512 CPU stál zhruba 40 milionů dolarů a dodávka systémů Origin 3000 , škálovatelných až na 512 nebo 1024 CPU za nižší cenu za výkon, způsobila, že 512 CPU CPU 2800 je zastaralý.
Několik zákazníků si také koupilo systémy 256-CPU Origin 2000, ačkoli nebyly nikdy prodávány jako produkt společností SGI.
Největší instalací řady SGI Origin 2000 byla Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI) Blue Mountain v Los Alamos National Labs. Zahrnovalo 48 systémů 128 CPU řady Origin 2000, všechny připojené přes High Performance Parallel Interface (HIPPI) pro celkem 6144 procesorů. V době, kdy byl testován, se umístil na druhém místě v seznamu TOP500 nejrychlejších počítačů na světě. Tento test byl dokončen pouze se 40 uzly po 128 CPU a zaznamenal trvalé 1,6 teraflopy. Se všemi připojenými uzly dokázal udržet 2,1 teraflopů a vrchol přes 2,5 teraflopů. Národní laboratoř Los Alamos měla v rámci stejného testování také dalších 12 Origin 128-CPU systémů (celkem 1536 CPU).
Laboratoř simulace klimatu v Národním centru pro výzkum atmosféry (NCAR) měla systém Origin 2000 s názvem „Ute“ se 128 CPU. Byl dodán 18. května 1998 a vyřazen z provozu 15. července 2002. Menší systém v NCAR byl pojmenován dataproc, dodaný 29. března, se 16 CPU. Mezi systémy v NASA Ames patřil systém pojmenovaný pro Harvard Lomax s 512 CPU, jeden pojmenovaný po Josephu Stegerovi se 128 CPU, jeden pojmenovaný po Grace Hopper s 64 CPU a druhý pojmenovaný po Alanu Turingovi s 24 CPU.
Hardware
Každý modul Origin 2000 je založen na uzlech, které jsou zapojeny do základní desky . Každý modul může obsahovat až čtyři desky uzlů, dvě desky směrovačů a dvanáct možností XIO . Moduly jsou poté namontovány do skříně na desce nebo do stojanu. Skříně na desce mohou obsahovat pouze jeden modul, zatímco stojany mohou obsahovat dva. V konfiguracích s více než dvěma moduly se používá více stojanů.
| Ohrada | Šířka | Výška | Hloubka | Hmotnost |
|---|---|---|---|---|
| U stolu | 53 cm (21 palců) |
65 cm (25,5 palců) |
58 cm (23 palců) |
98 kg (215 liber) |
| Nosič | 71 cm (28 palců) |
185 cm (73 palců) |
102 cm (40 palců) |
317 kg (700 liber) |
^1 Uvedené obrázky platí pro maximální konfiguraci.
Origin 200 používá některé z architektonických prvků, ale ve velmi odlišné fyzické realizace, která není škálovatelné.
Architektura
Systém Origin 2000 se skládá z uzlů propojených propojovací sítí. Využívá distribuovanou sdílenou paměť, která se někdy také nazývá architektura Scalable Shared-Memory Multiprocessing (S 2 MP). Origin 2000 používá pro propojení systému NUMAlink (původně pojmenovaný CrayLink). Uzly jsou připojeny k routerovým deskám, které používají kabely NUMAlink k připojení k jiným uzlům prostřednictvím svých routerů. Síťová topologie zařízení Origin 2000 je hustá hyperkrychle se štětinami . V konfiguracích s více než 64 procesory se místo toho používá hierarchická topologie sítě HyperCube. Mezi nepoužívané porty standardního směrovače lze instalovat další kabely NUMAlink, nazývané odkazy Xpress, aby se snížila latence a zvýšila šířka pásma. Odkazy Xpress lze použít pouze v systémech, které mají 16 nebo 32 procesorů, protože toto jsou jediné konfigurace se síťovou topologií, která umožňuje použití nepoužívaných portů.
Architektura má své kořeny v projektu DASH na Stanfordské univerzitě pod vedením Johna L. Hennessyho , který zahrnoval dva designéry Origin.
Směrovací desky
Origin 2000 používá čtyři různé desky routerů. Každá následující deska routeru umožňuje připojení většího počtu uzlů.
Nulový router
Null Router spojuje dva uzly ve stejném modulu. Systém využívající Null Router nelze rozšířit, protože neexistují žádné externí konektory.
Hvězdný router
Star Router může připojit až čtyři uzly. Ke správné funkci se vždy používá ve spojení se standardním směrovačem.
Standardní router (Router Router)
Standardní směrovač může připojit až 32 uzlů. Obsahuje integrovaný obvod specifický pro aplikaci (ASIC) známý jako škálovatelné propojené propojení pro distribuované směrování koncových bodů (SPIDER), který slouží jako router pro síť NUMAlink. SPIDER ASIC má šest portů, každý s dvojicí jednosměrných odkazů, spojených s příčkou, která umožňuje portům komunikovat mezi sebou.
Meta Router (Cray Router)
Meta Router se používá ve spojení se standardními routery k připojení více než 32 uzlů. Může připojit až 64 uzlů.
Uzly
Každý uzel Origin 2000 se vejde na jednu desku s plošnými spoji 16 x 11 palců, která obsahuje jeden nebo dva procesory, hlavní paměť, adresářovou paměť a Hub ASIC. Deska uzlu se připojuje k základní desce přes 300pinový konektor CPOP (Compression Pad-on-Pad). Konektor ve skutečnosti kombinuje dvě připojení, jedno k routerové síti NUMAlink a druhé k subsystému XIO I/O.
Procesor
Každý procesor a jejich sekundární mezipaměť jsou obsaženy na dceřiné kartě HIMM (Horizontal Inline Memory Module), která se zapojuje do desky uzlu. V době představení používal počítač Origin 2000 desku IP27 s jedním nebo dvěma procesory R10000 s taktem 180 MHz a sekundární mezipamětí 1 MB. K dispozici byl také špičkový model se dvěma 195 MHz procesory R10000 se 4 MB sekundárních cache. V únoru 1998 byla představena deska IP31 se dvěma 250 MHz procesory R10000 se 4 MB sekundárních cache. Později byla deska IP31 upgradována tak, aby podporovala dva procesory R12000 s frekvencí 300, 350 nebo 400 MHz . Modely 300 a 400 MHz měly 8 MB L2 cache, zatímco 350 MHz model měl 4 MB L2 cache. Blízko konce své životnosti byla zpřístupněna varianta desky IP31, která by mohla využívat 500 MHz R14000 s 8 MB L2 cache.
Hlavní paměť a paměť adresářů
Každá deska uzlu může podporovat maximálně 4 GB paměti prostřednictvím 16 slotů DIMM pomocí vlastních paměťových modulů DIMM SDRAM s pamětí ECC s kapacitami 16, 32, 64 a 256 MB. Protože je paměťová sběrnice široká 144 bitů (128 bitů pro data a 16 bitů pro ECC), jsou paměťové moduly vloženy ve dvojicích. Pro podporu modelu distribuované sdílené paměti Origin 2000 jsou paměťové moduly proprietární a obsahují paměť adresářů, která obsahuje informace o obsahu vzdálených mezipamětí pro zachování soudržnosti mezipaměti , podporující až 32 procesorů. Další konfigurace adresáře je vyžadována v konfiguracích s více než 32 procesory. Další paměť adresáře je obsažena v proprietárních modulech DIMM, které jsou vloženy do osmi slotů DIMM vyhrazených pro její použití.
Náboj ASIC
Hub ASIC propojuje procesory, paměť a XIO s propojením systému NUMAlink 2 . ASIC obsahuje pět hlavních sekcí: příčka (dále jen „XB“), rozhraní I/O (dále jen „II“), síťové rozhraní (dále jen „NI“), rozhraní procesoru (dále jen „PI“) a rozhraní paměti a adresáře (dále jen „DM“), které slouží také jako řadič paměti. Rozhraní spolu komunikují prostřednictvím vyrovnávacích pamětí FIFO, které jsou připojeny k příčníku. Když jsou k ASIC Hubu připojeny dva procesory, uzel se nechová způsobem SMP . Místo toho pracují dva procesory samostatně a jejich sběrnice jsou multiplexovány přes rozhraní jednoho procesoru. To bylo provedeno pro uložení pinů na Hub ASIC. Hub ASIC je taktován na 100 MHz a obsahuje 900 000 bran vyrobených pětivrstvým kovovým procesem.
I/O subsystém
Subsystém I/O je založen na ASIC kuše (Xbow), který sdílí mnoho podobností se SPIDER ASIC. Vzhledem k tomu, že Xbow ASIC je určen pro použití s jednodušším protokolem XIO, je také jeho hardware jednodušší, což ve srovnání se šesti porty SPIDER ASIC nabízí osm portů. Dva z portů se připojují k deskám uzlů a zbývajících šest na karty XIO. Zatímco nativní sběrnicí subsystému I/O je XIO, lze použít také sběrnice PCI-X a VME64 , které poskytují mosty XIO.
V každém systému je základní deska IO6 I/O. Je to karta XIO, která poskytuje:
- 1 port 10/100BASE-TX
- 2 sériové porty zajišťují duální UART
- 1 interní port Fast 20 UltraSCSI s jedním koncem
- 1 externí široký port UltraSCSI s jedním koncem
- 1 výstup přerušení v reálném čase pro synchronizaci snímků
- 1 vstup přerušení v reálném čase (hrana spuštěna)
- Flash PROM , NVRAM a hodiny v reálném čase
IO6G (G pro grafiku) měl 2 další sériové porty a porty klávesnice/myši plus výše uvedené porty. IO6G byl vyžadován v systémech s trubkami (kartami) Onyx Graphics pro připojení klávesnice/myši.
Poznámky
Časová osa SGI
Reference
- Ásgeir Th. Eiríksson, John Keen, Alex Silbey, Swami Venkataraman, Michael Woodacre (1997), Metodologie a zkušenosti návrhu systému původu: 1M-gate ASICs and Beyond , Proceedings of the 42nd IEEE International Computer Conference (IEEE) pp. 157-164 doi: 10.1109 /CMPCON.1997.584690
- Origin 2000 Rackmount Owner's Guide, 007-3456-003, 15. června 1998, Silicon Graphics
- Theory and Onyx2 Theory of Operations Manual, 007-3439-002, 15. června 1998, Silicon Graphics