СГИ Происхождение 2000

SGI Origin 2000 среднего и высшего класса, — семейство серверных компьютеров разработанное и производимое компанией Silicon Graphics (SGI). Они были представлены в 1996 году, чтобы прийти на смену SGI Challenge и POWER Challenge. На момент выпуска они работали под управлением IRIX операционной системы первоначально версии 6.4 и более поздней версии 6.5. Вариант Origin 2000 с графическими возможностями известен как Onyx2 . Вариант начального уровня, основанный на той же архитектуре, но с другой аппаратной реализацией, известен как Origin 200 . На смену Origin 2000 пришла Origin 3000 в июле 2000 года, выпуск которой был прекращен 30 июня 2002 года.

Модели

О семье было объявлено 7 октября 1996 года. ^[1]Проект имел кодовое название Lego , а также известный как SN0, что означает первую в серии масштабируемых узловых архитектур, контрастирующих с предыдущими симметричными многопроцессорными архитектурами серии SGI Challenge . ^[2]

Модель	Количество процессоров	Память	ввод/вывод	Шасси	Представлено	Снято с производства
Происхождение 2100	от 2 до 8	До 16 ГБ	12 ХИО	Рабочий стол	?	31 мая 2002 г.
Происхождение 2200	от 2 до 8	До 16 ГБ	12 ХИО	Рабочий стол	?	31 мая 2002 г.
Происхождение 2400	с 8 до 32	До 64 ГБ	96 ХИО	от 1 до 4 стоек	?	31 мая 2002 г.
Происхождение 2800	От 32 до 128 (256 и 512 не поддерживаются)	До 256 ГБ (512 ГБ не поддерживается)	384 ХИО	От 1 до 9 стоек (с Meta Router)	?	31 мая 2002 г.

Origin 2100 во многом такой же, как и другие модели, за исключением того, что его нельзя обновить до других моделей. (если не были заменены карты роутера и т.п.)

Максимальное количество процессоров, которое SGI продавала для Origin 2000, составляет 128 процессоров; при процессорах выше 64 продукт изначально назывался «CRAY Origin 2000», поскольку Cray Research только что объединилась с SGI. ^[1] Три модели Origin 2000 способны использовать 512 процессоров и 512 ГБ памяти, но они никогда не продавались покупателям как система. Один из 512-процессорных процессоров Origin 2000 был установлен на предприятии SGI в Игане, штат Миннесота, для тестовых целей, а два других были проданы Исследовательскому центру Эймса НАСА в Маунтин-Вью, штат Калифорния , для специализированных научных вычислений. 512-процессорные системы Origin 2800 стоят примерно 40 миллионов долларов каждая, а поставки систем Origin 3000 с возможностью масштабирования до 512 или 1024 процессоров по более низкой цене за производительность сделали 512-процессорную систему Origin 2800 устаревшей.

Несколько клиентов также купили системы Origin 2000 с 256 процессорами, хотя SGI никогда не продавала их как продукт.

Самой крупной установкой серии SGI Origin 2000 была в рамках Инициативы по ускоренным стратегическим вычислениям (ASCI) Blue Mountain в Национальной лаборатории Лос-Аламоса. Он включал в себя 48 систем Origin 2000 по 128 процессоров, соединенных через высокопроизводительный параллельный интерфейс (HIPPI), что в общей сложности составило 6144 процессора. На момент тестирования он занимал второе место в списке TOP500 самых быстрых компьютеров в мире. Этот тест был завершен всего с 40 узлами по 128 процессоров каждый и зафиксировал устойчивую производительность 1,6 терафлопс. Со всеми подключенными узлами он смог поддерживать производительность 2,1 терафлопс и пиковую производительность более 2,5 терафлопс. В рамках того же тестирования Национальная лаборатория Лос-Аламоса также провела еще 12 систем Origin по 128 процессоров (всего 1536 процессоров).

В лаборатории моделирования климата Национального центра атмосферных исследований (NCAR) была система Origin 2000 под названием «Ute» со 128 процессорами. Он был доставлен 18 мая 1998 года и выведен из эксплуатации 15 июля 2002 года. ^[3]Меньшая система в NCAR получила название dataproc и была поставлена 29 марта и имела 16 процессоров. ^[4]Системы в НАСА Эймса включали систему, названную в честь Гарварда Ломакса с 512 процессорами, систему, названную в честь Джозефа Стегера, с 128 процессорами, одну, названную в честь Грейс Хоппер , с 64 процессорами и одну, названную в честь Алана Тьюринга , с 24 процессорами. ^[5]^[6]

Аппаратное обеспечение

Каждый модуль Origin 2000 основан на узлах, подключенных к объединительной плате . Каждый модуль может содержать до четырех узловых плат, двух плат маршрутизатора и двенадцати XIO опций . Затем модули монтируются внутри настольного шкафа или стойки. Настольные шкафы могут содержать только один модуль, а стойки — два. В конфигурациях с более чем двумя модулями используются несколько стоек.

Корпус	Ширина	Высота	Глубина	Масса ¹
Рабочий стол	53 см (21 дюйм)	65 см (25,5 дюймов)	58 см (23 дюйма)	98 кг (215 фунтов)
Стойка	71 см (28 дюймов)	185 см (73 дюйма)	102 см (40 дюймов)	317 кг (700 фунтов)

^1 Указанные цифры относятся к максимальным конфигурациям.

Origin 200 использует некоторые архитектурные компоненты, но в совершенно другой физической реализации, не поддающейся масштабированию. ^[7]

Архитектура

Система Origin 2000 состоит из узлов, связанных между собой межсетевой сетью. Он использует распределенную общую память , которую иногда называют масштабируемой многопроцессорной обработкой с общей памятью (Scalable Shared-Memory Multiprocessing (Scalable Shared-Memory Multiprocessing) ²МП) архитектура. Origin 2000 использует NUMAlink (первоначально называвшийся CrayLink) для межсистемного соединения. Узлы подключаются к платам маршрутизаторов, которые используют кабели NUMAlink для подключения к другим узлам через их маршрутизаторы. Топология сети Origin 2000 представляет собой щетинистый толстый гиперкуб . В конфигурациях с более чем 64 процессорами вместо этого используется иерархическая топология сети «толстый гиперкуб». Дополнительные кабели NUMAlink, называемые Xpresslinks, можно установить между неиспользуемыми стандартными портами маршрутизатора, чтобы уменьшить задержку и увеличить пропускную способность. Каналы Xpress можно использовать только в системах с 16 или 32 процессорами, поскольку это единственные конфигурации с топологией сети, которая позволяет использовать неиспользуемые порты таким образом.

Архитектура берет свое начало в проекте DASH в Стэнфордском университете , возглавляемом Джоном Л. Хеннесси , в котором участвовали 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. Систему, использующую нулевой маршрутизатор, невозможно расширить, поскольку в ней отсутствуют внешние разъемы.

Звездный маршрутизатор

Star Router может подключать до четырех узлов. Для правильной работы он всегда используется вместе со стандартным маршрутизатором.

Стандартный маршрутизатор (стоечный маршрутизатор)

Стандартный маршрутизатор может подключать до 32 узлов. Он содержит специализированную интегральную схему (ASIC), известную как масштабируемое конвейерное соединение для распределенной маршрутизации конечных точек (SPIDER), которая служит маршрутизатором для сети NUMAlink. SPIDER ASIC имеет шесть портов, каждый с парой однонаправленных каналов, подключенных к перемычке , которая позволяет портам взаимодействовать друг с другом. ^[10]

Мета-маршрутизатор (Cray Router)

Мета-маршрутизатор используется вместе со стандартными маршрутизаторами для подключения более 32 узлов. Он может подключить до 64 узлов.

Узлы

Каждый узел Origin 2000 помещается на одной печатной плате размером 16 на 11 дюймов , которая содержит один или два процессора, основную память, память каталогов и ASIC-концентратор. Узловая плата подключается к объединительной панели через разъем CPOP (Compression Pad-on-Pad) с 300 контактными площадками. Разъем фактически объединяет два подключения: одно к сети маршрутизатора NUMAlink, а другое к подсистеме ввода-вывода XIO.

Процессор

Каждый процессор и его вторичный кэш содержатся на дочерней карте HIMM (модуль горизонтальной встроенной памяти), которая подключается к узловой плате. На момент выпуска в Origin 2000 использовалась плата IP27 с одним или двумя процессорами R10000 с тактовой частотой 180 МГц и вторичной кэш-памятью объемом 1 МБ. Также была доступна модель высокого класса с двумя процессорами R10000 с частотой 195 МГц и вторичной кэш-памятью объемом 4 МБ. В феврале 1998 года была представлена плата IP31 с двумя процессорами R10000 с тактовой частотой 250 МГц и вторичной кэш-памятью 4 МБ. Позже плата IP31 была модернизирована для поддержки двух процессоров R12000 с частотой 300, 350 или 400 МГц . Модели с частотой 300 и 400 МГц имели кэш-память L2 объемом 8 МБ, а модель 350 МГц — кэш-память L2 объемом 4 МБ. вариант платы IP31, который мог использовать R14000 Ближе к концу своего существования стал доступен с частотой 500 МГц и 8 МБ кэш-памяти L2.

Основная память и память каталогов

Каждая узловая плата может поддерживать максимум 4 ГБ памяти через 16 слотов DIMM с использованием фирменных модулей памяти ECC SDRAM DIMM емкостью 16, 32, 64 и 256 МБ. Поскольку ширина шины памяти составляет 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 память каталогов, содержащую информацию о содержимом удаленных кэшей для поддержания когерентности кэша , поддерживающую до 32 процессоров. Дополнительная память каталогов требуется в конфигурациях с более чем 32 процессорами. Дополнительная память каталогов содержится в собственных модулях DIMM, которые вставляются в восемь слотов DIMM, отведенных для ее использования.

Концентратор ASIC

Hub ASIC соединяет процессоры, память и XIO с системным соединением NUMAlink 2 . ASIC содержит пять основных секций: перекрестие (называемое «XB»), интерфейс ввода-вывода (называемый «II»), сетевой интерфейс (называемый «NI»), интерфейс процессора. (называемый «PI») и интерфейс памяти и каталогов (называемый «DM»), который также служит контроллером памяти. Интерфейсы взаимодействуют друг с другом через буферы FIFO , подключенные к кроссбару. Когда два процессора подключены к Hub ASIC, узел не ведет себя как SMP . Вместо этого два процессора работают отдельно, а их шины мультиплексируются через один интерфейс процессора. Это было сделано для экономии пинов на ASIC Hub. ASIC Hub работает на частоте 100 МГц и содержит 900 000 вентилей, изготовленных пятислойным металлическим способом.

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 аппаратное обеспечение также проще, что позволяет ASIC иметь восемь портов по сравнению с шестью портами SPIDER ASIC. Два порта подключаются к узловым платам, а остальные шесть — к картам XIO. Хотя родной шиной подсистемы ввода-вывода является XIO, также можно использовать шины PCI-X и VME64 , обеспечиваемые мостами XIO.

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

1 порт 10/100BASE-TX
2 последовательных порта с двойными UART
1 внутренний Fast 20 UltraSCSI односторонний порт
1 внешний широкий порт UltraSCSI с одиночным разъемом
1 выход прерывания реального времени для синхронизации кадров
1 вход прерывания реального времени (по фронту)
Flash PROM , NVRAM и часы реального времени

IO6G (G для графики) имел 2 дополнительных последовательных порта и порты клавиатуры/мыши, а также вышеуказанные порты. IO6G требовался в системах с графическими каналами (картами) Onyx для подключения клавиатуры/мыши.

Примечания

^ Jump up to: ^а ^б «Silicon Graphics и Cray Research представляют семейство модульных серверов Origin: системы с высокой пропускной способностью революционизируют экономику покупки компьютеров благодаря плавной масштабируемости» . Пресс-релиз . 7 октября 1996 года. Архивировано из оригинала 7 июля 1997 года . Проверено 21 сентября 2013 г.
^ «Silicon Graphics полностью обновляет свои станции и серверы». Обзор компьютерного бизнеса . 7 октября 1996 г.
^ «SGI Origin 2000 (ute): 1998–2002» . Галерея суперкомпьютеров SCD . Национальный центр атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 21 сентября 2013 года . Проверено 21 сентября 2013 г.
^ «SGI Origin 2000 (dataproc): 1999–2004» . Галерея суперкомпьютеров SCD . Национальный центр атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 25 сентября 2013 года . Проверено 21 сентября 2013 г.
^ «НАСА назовет суперкомпьютер в честь астронавта Колумбии» . Пресс-релиз . НАСА. 10 мая 2004 года . Проверено 21 сентября 2013 г.
^ Рэймонд Д. Терни (22 октября 2004 г.). «Сравнение R10K Origin 2000 с частотой 250 МГц и Origin 2000 с частотой 400 МГц с использованием параллельных тестов NAS» (PDF) . Технический отчет НАН 01-007 . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2016 года . Проверено 21 сентября 2013 г.
^ Джеймс Лаудон; Дэниел Леноски (23 февраля 1997 г.). «Обзор системы линейки продуктов SGI Origin 200/2000». Труды IEEE COMPCON 97. Сборник статей . IEEE. стр. 150–156. дои : 10.1109/CMPCON.1997.584688 . ISBN 978-0-8186-7804-2 . S2CID 16688054 .
^ Дэниел Леноски; Джеймс Лаудон; Трумэн Джо; Дэвид Накахира; Луис Стивенс; Ануп Гупта; 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 .
^ Джеймс Лаудон; Дэниел Леноски (май 1997 г.). «Происхождение SGI: высокомасштабируемый сервер ccNUMA» (PDF) . Материалы 24-го ежегодного международного симпозиума по компьютерной архитектуре . 25 (2): 241–251. дои : 10.1145/384286.264206 .
^ Майк Галлес (1996). «Масштабируемое конвейерное межсоединение для распределенной маршрутизации конечных точек: чип SGI SPIDER». Материалы симпозиума по горячим межсоединениям . Стэнфордский университет: 141–146.

График времени SGI

Ссылки

Внешние ссылки

Предшественник Испытание	СГИ Происхождение 2000 1996 - 2003	Преемник Происхождение 3000
Предшественник Оникс	СГИ Оникс 2 1996 - 2003	Преемник Оникс 3000

[press-1] Jump up to: ^а ^б «Silicon Graphics и Cray Research представляют семейство модульных серверов Origin: системы с высокой пропускной способностью революционизируют экономику покупки компьютеров благодаря плавной масштабируемости» . Пресс-релиз . 7 октября 1996 года. Архивировано из оригинала 7 июля 1997 года . Проверено 21 сентября 2013 г.

[2] «Silicon Graphics полностью обновляет свои станции и серверы». Обзор компьютерного бизнеса . 7 октября 1996 г.

[3] «SGI Origin 2000 (ute): 1998–2002» . Галерея суперкомпьютеров SCD . Национальный центр атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 21 сентября 2013 года . Проверено 21 сентября 2013 г.

[4] «SGI Origin 2000 (dataproc): 1999–2004» . Галерея суперкомпьютеров SCD . Национальный центр атмосферных исследований . Архивировано из оригинала 25 сентября 2013 года . Проверено 21 сентября 2013 г.

[5] «НАСА назовет суперкомпьютер в честь астронавта Колумбии» . Пресс-релиз . НАСА. 10 мая 2004 года . Проверено 21 сентября 2013 г.

[6] Рэймонд Д. Терни (22 октября 2004 г.). «Сравнение R10K Origin 2000 с частотой 250 МГц и Origin 2000 с частотой 400 МГц с использованием параллельных тестов NAS» (PDF) . Технический отчет НАН 01-007 . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2016 года . Проверено 21 сентября 2013 г.

[line-7] Джеймс Лаудон; Дэниел Леноски (23 февраля 1997 г.). «Обзор системы линейки продуктов SGI Origin 200/2000». Труды IEEE COMPCON 97. Сборник статей . IEEE. стр. 150–156. дои : 10.1109/CMPCON.1997.584688 . ISBN 978-0-8186-7804-2 . S2CID 16688054 .

[8] Дэниел Леноски; Джеймс Лаудон; Трумэн Джо; Дэвид Накахира; Луис Стивенс; Ануп Гупта; 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 .

[ccNuma-9] Джеймс Лаудон; Дэниел Леноски (май 1997 г.). «Происхождение SGI: высокомасштабируемый сервер ccNUMA» (PDF) . Материалы 24-го ежегодного международного симпозиума по компьютерной архитектуре . 25 (2): 241–251. дои : 10.1145/384286.264206 .

[10] Майк Галлес (1996). «Масштабируемое конвейерное межсоединение для распределенной маршрутизации конечных точек: чип SGI SPIDER». Материалы симпозиума по горячим межсоединениям . Стэнфордский университет: 141–146.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]