Обзор архитектуры многопроцессорных серверов HP 9000 V-class

Александр Андреев (alexander@vvv.srcc.msu.su),
Лаборатория Параллельных Информационных Технологий НИВЦ МГУ
19 августа 1998

Содержание документа

Системная архитектура сервера HP 9000 V-Class

Cервера серии HP 9000 обеспечивают все преимущества высокопроизводительных масштабируемых систем, поддерживая при этом традиционную модель программирования. Эта модель позволяет разработчикам, компиляторам и приложениям рассматривать сервер как MIMD-систему или набор процессоров, разделяющих большую физическую память и набор высокоскоростных портов ввода/вывода.

В настоящий момент существуют две модели класса V: V2200 и V2250. Модель V2200 (анонсирована в Ноябре 1997 г.) поставляется с процессорами PA 8200/200MHz, а модель V2250 (анонсирована в Марте 1998 г.) - с процессорами на частоте 240MHz.

Сервер HP 9000 V-class содержит:

До 16 (на настоящий момент) процессоров PA-8200, (с 240MHz-процессором пиковая производительность системы достигает 15.36 Gflops).
До 16GB оперативной памяти (cуммарная скорость обменов с памятью составляет 15.3 GB/sec).
До 24 контроллеров В/В стандарта PCI (пропускная способность каналов В/В достигает 1.9 GB/sec).

Основные компоненты системы

На следующем рисунке показаны основные компоненты системы класса V

Компоненты системы класса V рис.2

16-процессорная система класса V состоит из следующих основных компонент

8 базовых процессорных блоков (Processing Resource Blocks), каждый из которых включает в себя 2 процессора PA-8200, вместе с модулями кэш-памяти первого уровня и устройство транспортировки данных (DataMover)
Коммутатор (Hyperplane crossbar),соединяющий процессорные блоки и каналы B/B с памятью
2 или 8 плат памяти, построенных на микросхемах SDRAM
8 каналов B/B стандарта PCI, каждый из которых может обслуживать до 3 PCI-контроллеров

Коммутатор Hyperplane™

Подсистема памяти основана на коммутаторе (Hyperplane crossbar), который обеспечивает очень высокую скорость обменов с памятью. Архитектура коммутатора позволяет осуществлять доступ из множества параллельно работающих процессоров и каналов ввода/вывода к платам памяти без блокировок. Использование коммутатора позволяет не допускать падения производительности с ростом числа процессоров, неизбежного в случае систем с общей шиной.

8 портов коммутатора обслуживают до 8 процессорных блоков (через агенты транспортировки данных) и 8 "противоположных" портов подключены к платам памяти (через контроллеры памяти).

Коммутатор работает на частоте 120MHz. Ширина пути между агентом и контроллером памяти составляет 64 бит. Таким образом, пропускная способность одного порта коммутатора по каждому направлению составляет 960 MB/sec. Коммутатор работает без блокировок, т.е. все 8 портов могут передавать и принимать информацию одновременно (если при этом два агента не обращаются к одному контроллеру памяти). Таким образом, пиковая пропускная способность всего коммутатора составляет 15.36 GB/sec.

Организация памяти

В серверах HP 9000 V-class память организована в единый массив - в этом отличие архитектуры Exemplar, например, от архитектуры S2MP SGI Origin, в которой у каждого процессора имеется собственная локальная память.

Высокая производительность подсистемы памяти обеспечивается тем, что память составляется из модулей, которые реализованы по технологии DIMM (Double In-line Memory Module). Эти модули, ориентированные на 64-разрядные процессоры, имеют большее число контактов (168) по сравнению со стандартными для ПК модулями типа SIMM, и существенно более высокую производительность. Память собирается из базовых 128-Мегабайтных модулей DIMM, которые равно распределены между контроллерами памяти. На каждой плате памяти может быть установлено до 4 модулей DIMM, и на каждый контроллер приходится 128, 256, 384 или 512 Мегабайт памяти.