Ангара (интерконнект)

Ангара — высокоскоростная отказоустойчивая коммутируемая компьютерная сеть, используемая в высокопроизводительных вычислениях с большой пропускной способностью и низкой задержкой приёма/передачи пакетов. Используется в высокопроизводительных коммутаторах и для прямого соединения суперкомпьютерных вычислительных узлов[1]. Контроллеры Ангара (host bus adapter) и сетевые коммутаторы спроектированы и производятся в НИЦЭВТ[2][3], входящей в холдинг «Росэлектроника».

В качестве коммуникационной сети кластеров Ангара конкурирует со стандартами Ethernet и InfiniBand, а так же проприетарными технологиями, например, компаний Cray и IBM.

ОписаниеПравить

Высокоскоростная отказоустойчивая коммуникационная сеть Ангара (серия ЕС843Х) имеет топологию «многомерный тор» и создана на базе отечественной СБИС. Сеть Ангара совместима с коммерчески доступными вычислительными платформами на базе процессоров с архитектурами х86, ARM и Эльбрус, а также с аппаратными ускорителями на основе GPU и FPGA.

Высокопроизводительная вычислительная платформа Ангара — базовый элемент для построения энергоэффективных масштабируемых вычислительных кластеров и суперкомпьютеров с высокой плотностью компоновки. Платформы серии ЕС1740.000х разработаны и серийно выпускаются на производственных мощностях АО «НИЦЭВТ». Технические и технологические решения, использованные при разработке платформы, обеспечивают высокую реальную производительность, надежность и отказоустойчивость вычислительной системы.

Ключевые особенности сети Ангара:

  • Топология сети: 1D—4D-тор
  • Адаптер на базе СБИС
  • До 8 каналов связи с соседними узлами
  • Прямой доступ в память удаленного узла (RDMA)
  • Поддержка многоядерности
  • Адаптивная передача пакетов
  • Задержка на MPI ping-pong: 0,85/1,54 мкс (x86/Эльбрус-8С)
  • Задержка на хоп: 130 нс
  • Масштабирование: до 32 тысяч узлов
  • Энергопотребление: до 20 Вт
  • Различные физические среды передачи данных

Варианты исполнения:

  1. Высокопроизводительное решение на базе FHFL адаптера и Samtec HDLSP кабеля
  2. Универсальное решение на базе 24-портового коммутатора, low-profile адаптера и CXP кабеля
  3. Заказное решение на базе объединительной платы и оптических кабелей

Характеристики СБИС ЕС8430:

  • Техпроцесс TSMC 65 нм GP
  • Размер кристалла 13×10,5 мм
  • Кол-во транзисторов 180 млн
  • Частота 500 МГц
  • TDP 36 Вт
  • Интерфейсы:
    • GEN II PCI-E x16 (5,0 Гб/с на линию, 80 Гб/с на один коннект)
    • Links x8 (1-12 линий/соединение 3,125—6,25 Гб/с на линию, макс. 75 Гб/с на соединение в каждом направлении, всего макс. 600 Гб/с)
    • DDR3 SDRAM 8,5 ГБ/с (72 бит, 1066 MT/с)
  • Электропитание:
    • SerDes 1,0 В ± 5 %
    • Core 1,0 В ± 5 %
    • I/O 2,5 В ± 10 %
  • Температурный диапазон 0—70 °C
  • Корпус FCBGA-1521 размером 40×40 мм

Топология и соединенияПравить

ПроизводительностьПравить

Ангара ЕС8430

  • 1x-соединение: 7,5 Гбит/c (750 МБ/c)[4]
  • агрегатная: 120 Гбит/c (14 ГБ/c)[5]

Протоколы и APIПравить

ИсторияПравить

Первое поколение «Ангары» выпущено в 2016 году, когда «Объединенная приборостроительная корпорация», входящая в состав «Ростеха», разработала сетевой адаптер, предназначенный для соединения вычислительных кластеров. Адаптер представлял собой плату с интерфейсом PCI Express х16, оснащённую сверхбольшой интегральной схемой (СБИС).[6]

В 2018 году «Росэлектроника» представила второе поколение сети, в котором скорость передачи данных между подключенными компьютерами выросла в три раза по сравнению с первым поколением.[7]

ПрименениеПравить

Объединённый институт высоких температур РАН:

  • Суперкомпьютер «Десмос» из 32 гибридных (CPU + GPU) вычислительных узлов. Сеть Ангара в конфигурации 4D-тор 4х2х2х2. Общая производительность суперкомпьютера — 52,24 Тфлоп/с[8]
  • Суперкомпьютер «Фишер» из 24 вычислительных узлов. Узлы объединены коммуникационной сетью «Ангара» в коммутаторном исполнении. Пиковая производительность составляет 13,5 Тфлоп/с[9]

Научно-исследовательский центр электронной вычислительной техники[10]:

  • Кластер «Ангара-К1» из 36 вычислительных узлов, котрые объединены сетью Ангара с топологией 3D-тор 4×3×3. Пиковая производительность кластера — 6,998 Тфлоп/с[11]

См. такжеПравить

ПримечанияПравить