Hispanopedia WikiLa familia SGI Origin 2000 es una serie de servidores de gama media y alta desarrollados y fabricados por Silicon Graphics (SGI). Se lanzaron en 1996 como sucesores de los modelos SGI Challenge y POWER Challenge. En su lanzamiento, utilizaban el sistema operativo IRIX , originalmente la versión 6.4 y posteriormente la 6.5. Una variante del Origin 2000 con capacidad gráfica se conoce como Onyx2 . Una variante básica, basada en la misma arquitectura pero con una implementación de hardware diferente, se conoce como Origin 200. El Origin 2000 fue sucedido por el Origin 3000 en julio de 2000 y su producción se interrumpió el 30 de junio de 2002.
Modelos
La familia fue anunciada el 7 de octubre de 1996. [ 1 ] El proyecto recibió el nombre en clave Lego , y también se le conoció como SN0, para indicar que era el primero de una serie de arquitecturas de nodos escalables, en contraste con las arquitecturas multiprocesador simétricas anteriores de la serie SGI Challenge . [ 2 ]
El Origin 2100 es prácticamente igual que los demás modelos, salvo que no se puede actualizar a otros modelos (a menos que se reemplacen las tarjetas de enrutador, etc.).
El número máximo de CPU que SGI comercializó para el Origin 2000 fue de 128 CPU; por encima de 64 CPU, el producto se denominó originalmente "CRAY Origin 2000" ya que Cray Research se acababa de fusionar con SGI. [ 1 ] Tres modelos del Origin 2000 son capaces de utilizar 512 CPU y 512 GB de memoria, pero nunca se comercializaron como un sistema para clientes. Una de las unidades de la serie Origin 2000 de 512 CPU se instaló en las instalaciones de SGI en Eagan, Minnesota, con fines de prueba, y las otras dos se vendieron al Centro de Investigación Ames de la NASA en Mountain View, California, para computación científica especializada. Los Origin 2800 de 512 CPU costaban aproximadamente 40 millones de dólares cada uno, y la entrega de los sistemas Origin 3000 , escalables hasta 512 o 1024 CPU a un precio por rendimiento menor, hizo que el Origin 2800 de 512 CPU quedara obsoleto.
Varios clientes también compraron sistemas de la serie Origin 2000 con 256 procesadores, aunque SGI nunca los comercializó como producto propio.
La mayor instalación de la serie SGI Origin 2000 fue la de Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI) Blue Mountain en los Laboratorios Nacionales de Los Alamos. Incluía 48 sistemas Origin 2000 de 128 CPU, todos conectados mediante la interfaz paralela de alto rendimiento (HIPPI), para un total de 6144 procesadores. En el momento de la prueba, ocupaba el segundo lugar en la lista TOP500 de las computadoras más rápidas del mundo. Dicha prueba se completó con solo 40 nodos de 128 CPU cada uno y registró un rendimiento sostenido de 1,6 teraflops. Con todos los nodos conectados, pudo mantener un rendimiento de 2,1 teraflops y alcanzar un pico de más de 2,5 teraflops. Los Laboratorios Nacionales de Los Alamos también contaban con otros 12 sistemas Origin de 128 CPU (para un total de 1536 CPU) como parte de la misma prueba.
El laboratorio de simulación climática del Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) tenía un sistema Origin 2000 llamado "Ute" con 128 CPU. Fue entregado el 18 de mayo de 1998 y desmantelado el 15 de julio de 2002. [ 3 ] Un sistema más pequeño en el NCAR se llamaba dataproc, entregado el 29 de marzo, con 16 CPU. [ 4 ] Los sistemas en NASA Ames incluían uno llamado Harvard Lomax con 512 CPU, uno llamado Joseph Steger con 128 CPU, uno llamado Grace Hopper con 64 CPU y uno llamado Alan Turing con 24 CPU. [ 5 ] [ 6 ]
Hardware
Cada módulo Origin 2000 se basa en nodos conectados a un backplane . Cada módulo puede contener hasta cuatro tarjetas de nodo, dos tarjetas de enrutador y doce opciones XIO . Los módulos se montan en un gabinete de escritorio o en un rack. Los gabinetes de escritorio solo pueden contener un módulo, mientras que los racks pueden contener dos. En configuraciones con más de dos módulos, se utilizan varios racks.
^1 Las cifras indicadas corresponden a configuraciones máximas.
El Origin 200 utiliza algunos de los componentes arquitectónicos, pero en una realización física muy diferente que no es escalable. [ 7 ]
Arquitectura
Un sistema Origin 2000 se compone de nodos interconectados mediante una red. Utiliza la arquitectura de memoria compartida distribuida, a veces denominada multiprocesamiento de memoria compartida escalable (S2MP ) . Origin 2000 emplea NUMAlink (originalmente llamado CrayLink) para la interconexión del sistema. Los nodos se conectan a tarjetas de enrutador, que utilizan cables NUMAlink para conectarse a otros nodos a través de sus enrutadores. La topología de red de Origin 2000 es un hipercubo grueso ramificado . En configuraciones con más de 64 procesadores, se utiliza una topología de red de hipercubo grueso jerárquico. Se pueden instalar cables NUMAlink adicionales, denominados enlaces Xpress, entre puertos de enrutador estándar no utilizados para reducir la latencia y aumentar el ancho de banda. Los enlaces Xpress solo se pueden utilizar en sistemas con 16 o 32 procesadores, ya que estas son las únicas configuraciones con una topología de red que permite utilizar los puertos no utilizados de esta manera.
La arquitectura tiene sus raíces en el proyecto DASH de la Universidad de Stanford , dirigido por John L. Hennessy , que incluyó a dos de los diseñadores de Origin. [ 8 ] [ 9 ]
Tableros de enrutador
El Origin 2000 utiliza cuatro placas de enrutamiento diferentes. Cada placa de enrutamiento sucesiva permite conectar una mayor cantidad de nodos.
Enrutador nulo
El enrutador nulo conecta dos nodos en el mismo módulo. Un sistema que utiliza el enrutador nulo no se puede ampliar, ya que no dispone de conectores externos.
Enrutador estrella
El enrutador en estrella puede conectar hasta cuatro nodos. Para su correcto funcionamiento, siempre se utiliza junto con un enrutador estándar.
Enrutador estándar (enrutador de rack)
El enrutador estándar puede conectar hasta 32 nodos. Contiene un circuito integrado de aplicación específica (ASIC) conocido como interconexión segmentada escalable para enrutamiento de punto final distribuido (SPIDER), que funciona como enrutador para la red NUMAlink. El ASIC SPIDER tiene seis puertos, cada uno con un par de enlaces unidireccionales, conectados a una matriz de conmutación que permite la comunicación entre los puertos. [ 10 ]
Meta Router (Cray Router)
El Meta Router se utiliza junto con los Routers Estándar para conectar más de 32 nodos. Puede conectar hasta 64 nodos.
Nodos
Cada nodo Origin 2000 cabe en una única placa de circuito impreso de 40,6 x 27,9 cm (16" x 11") que contiene uno o dos procesadores, la memoria principal, la memoria de directorio y el ASIC Hub. La placa del nodo se conecta al plano posterior mediante un conector CPOP (Compression Pad-on-Pad) de 300 contactos. Este conector combina dos conexiones: una a la red del enrutador NUMAlink y otra al subsistema de E/S XIO.
Procesador
Cada procesador y su caché secundaria se encuentran en una tarjeta hija HIMM (Módulo de Memoria en Línea Horizontal) que se conecta a la placa del nodo. En el momento de su lanzamiento, el Origin 2000 utilizaba la placa IP27, que incluía uno o dos procesadores R10000 a 180 MHz con 1 MB de caché secundaria. También estaba disponible un modelo de gama alta con dos procesadores R10000 de 195 MHz con 4 MB de caché secundaria. En febrero de 1998, se presentó la placa IP31 con dos procesadores R10000 de 250 MHz con 4 MB de caché secundaria. Posteriormente, la placa IP31 se actualizó para admitir dos procesadores R12000 de 300, 350 o 400 MHz . Los modelos de 300 y 400 MHz tenían 8 MB de caché L2, mientras que el modelo de 350 MHz tenía 4 MB de caché L2. Hacia el final de su ciclo de vida, se puso a disposición una variante de la placa IP31 que podía utilizar el procesador R14000 de 500 MHz con cachés L2 de 8 MB.
Memoria principal y memoria de directorio
Cada placa de nodo admite un máximo de 4 GB de memoria a través de 16 ranuras DIMM mediante módulos DIMM SDRAM ECC propietarios con capacidades de 16, 32, 64 y 256 MB. Dado que el bus de memoria tiene un ancho de 144 bits (128 bits para datos y 16 bits para ECC), los módulos de memoria se insertan en pares. Para admitir el modelo de memoria compartida distribuida de Origin 2000, los módulos de memoria son propietarios e incluyen memoria de directorio, que contiene información sobre el contenido de las cachés remotas para mantener la coherencia de la caché , admitiendo hasta 32 procesadores. Se requiere memoria de directorio adicional en configuraciones con más de 32 procesadores. Esta memoria de directorio adicional se encuentra en módulos DIMM propietarios que se insertan en ocho ranuras DIMM reservadas para su uso.
ASIC de concentrador
El ASIC Hub conecta los procesadores, la memoria y las E/S X a la interconexión del sistema NUMAlink 2. El ASIC consta de cinco secciones principales: la matriz de interconexión (denominada "XB"), la interfaz de E/S (denominada "II"), la interfaz de red (denominada "NI"), la interfaz del procesador (denominada "PI") y la interfaz de memoria y directorio (denominada "DM"), que también funciona como controlador de memoria. Las interfaces se comunican entre sí mediante búferes FIFO conectados a la matriz de interconexión. Cuando dos procesadores se conectan al ASIC Hub, el nodo no se comporta como un procesador multiprocesador único (SMP) . En su lugar, los dos procesadores operan de forma independiente y sus buses se multiplexan a través de la interfaz del procesador único. Esto se hizo para ahorrar pines en el ASIC Hub. El ASIC Hub funciona a 100 MHz y contiene 900 000 puertas lógicas fabricadas mediante un proceso de metal de cinco capas.
subsistema de E/S
El subsistema de E/S se basa en el ASIC Crossbow (Xbow), que comparte muchas similitudes con el ASIC SPIDER. Dado que el ASIC Xbow está diseñado para usarse con el protocolo XIO, más sencillo, su hardware también es más simple, lo que le permite contar con ocho puertos, en comparación con los seis del ASIC SPIDER. Dos de los puertos se conectan a las placas de nodo y los seis restantes a las tarjetas XIO. Si bien el bus nativo del subsistema de E/S es XIO, también se pueden usar los buses PCI-X y VME64 , proporcionados por puentes XIO.
En cada sistema está presente una placa de E/S base IO6. Se trata de una tarjeta XIO que proporciona:
- 1 puerto 10/100BASE-TX
- 2 puertos serie proporcionados por UART duales
- 1 puerto interno Fast 20 UltraSCSI de terminación simple
- 1 puerto UltraSCSI externo ancho , de terminación simple
- 1 salida de interrupción en tiempo real para sincronización de trama
- 1 entrada de interrupción en tiempo real (activada por flanco)
- Memoria Flash PROM , NVRAM y reloj en tiempo real
La IO6G (G de Gráficos) disponía de dos puertos serie adicionales y puertos para teclado/ratón, además de los puertos mencionados anteriormente. La IO6G era necesaria en sistemas con tarjetas gráficas Onyx para conectar el teclado y el ratón.
Notas
- 1 2 "Silicon Graphics y Cray Research presentan la familia de servidores modulares Origin: los sistemas de alto ancho de banda revolucionan la economía de compra de computadoras con una escalabilidad perfecta" . Comunicado de prensa . 7 de octubre de 1996. Archivado del original el 7 de julio de 1997. Consultado el 21 de septiembre de 2013 .
- ↑ "Silicon Graphics renueva por completo sus estaciones y servidores". Computer Business Review . 7 de octubre de 1996.
- ↑ "SGI Origin 2000 (ute): 1998–2002" . Galería de supercomputadoras SCD . Centro Nacional de Investigación Atmosférica . Archivado del original el 21 de septiembre de 2013. Recuperado el 21 de septiembre de 2013 .
- ↑ "SGI Origin 2000 (dataproc): 1999–2004" . Galería de supercomputadoras SCD . Centro Nacional de Investigación Atmosférica . Archivado del original el 25 de septiembre de 2013. Recuperado el 21 de septiembre de 2013 .
- ↑ "La NASA nombrará una supercomputadora en honor a un astronauta del Columbia" . Comunicado de prensa . NASA. 10 de mayo de 2004. Archivado del original el 26 de septiembre de 2013. Consultado el 21 de septiembre de 2013 .
- ↑ Raymond D. Turney (22 de octubre de 2004). "Comparación de Origin 2000 R10K de 250 MHz y Origin 2000 de 400 MHz utilizando pruebas de rendimiento paralelas de NAS" (PDF) . Informe técnico de NAS 01-007 . Archivado del original (PDF) el 22 de diciembre de 2016. Consultado el 21 de septiembre de 2013 .
- ↑ James Laudon; Daniel Lenoski (23 de febrero de 1997). "Descripción general del sistema de la línea de productos SGI Origin 200/2000". Actas de IEEE COMPCON 97. Resumen de ponencias . IEEE. págs. 150–156 . doi : 10.1109/CMPCON.1997.584688 . ISBN 978-0-8186-7804-2. S2CID 16688054 .
- ↑ Daniel Lenoski; James Laudon; Truman Joe; David Nakahira; Luis Stevens; Anoop Gupta; John L. Hennessy (mayo de 1992). "El prototipo DASH: implementación y rendimiento" . ACM SIGARCH Computer Architecture News . 2 (2): 92– 103. doi : 10.1145/146628.139706 .
- ↑ James Laudon; Daniel Lenoski (mayo de 1997). "The SGI Origin: A ccNUMA highly scalable server" (PDF) . ACM SIGARCH Computer Architecture News . 25 (2): 241– 251. doi : 10.1145/384286.264206 .
- ↑ Mike Galles (1996). "Interconexión segmentada escalable para enrutamiento de puntos finales distribuidos: El chip SGI SPIDER". Actas del Simposio Hot Interconnects . Universidad de Stanford: 141–146 .
Referencias
- Eiríksson, Ásgeir Th.; Keen, John; Silbey, Alex; Venkataraman, Swami; Woodacre, Michael (1997). "Metodología y experiencia en el diseño de sistemas Origin: ASICs de 1M compuertas y más allá" . Actas de IEEE COMPCON 97. Resumen de ponencias . págs. 157–164 . CiteSeerX 10.1.1.133.544 . doi : 10.1109/CMPCON.1997.584690 . ISBN 0-8186-7804-6.
- "Guía del propietario de Origin 2000 para montaje en rack, 007-3456-003" . Silicon Graphics. 15 de junio de 1998. Archivado del original el 27 de octubre de 2007. Consultado el 23 de mayo de 2008 .
- "Manual de teoría de operaciones de Origin y Onyx2, 007-3439-002" . Silicon Graphics. 15 de junio de 1998. Archivado del original el 27 de mayo de 2007. Consultado el 23 de mayo de 2008 .
Enlaces externos
- Servidores SGI
- Introducciones relacionadas con la informática en 1996