Серия SX (или архитектура SX) — семейство векторных суперкомпьютеров, которые разрабатываются, производятся и продаются японской компанией NEC. С момента выхода в апреле 1983 года первых моделей серии — SX-1 и SX-2 — было выпущено несколько поколений этой архитектуры. С SX-1 и SX-2 в начале 80-х компания NEC вошла на мировой рынок суперкомпьютеров, где в это время безраздельно правили две американские компании - Control Data и Cray Research. Годом ранее свои суперкомпьютеры представили две другие японские компании - Hitachi и Fujitsu. С конца 1990-х годов суперкомпьютеры серии SX являются одними из самых мощных среди векторных суперкомпьютеров. Несколько лет, начиная с 2001 года, компания Cray по соглашению с NEC продавала суперкомпьютеры SX-5 и SX-6 эксклюзивно на территории США и неэксклюзивно — по всему миру.
За свой вклад в разработку архитектуры SX инженер Тадаси Ватанабэ (Tadashi Watanabe) был награждён Премией Эккерта — Мокли («Eckert–Mauchly Award[англ.]») в 1998 году и Премией Сеймура Крэя («Seymour Cray Computer Engineering Award[англ.]») в 2006 году.[1]
Системы серии SX
правитьСерия SX была представлена в апреле 1983 сразу двумя моделями — SX-1 и SX-2. Модель SX-2 была первым в мире супекомпьютером, преодолевшим барьер вычислительной мощности 1 Гфлопс, показав производительность в 1,3 Гфлопс.[2]
Модели SX-3 (апрель 1990 года) были первыми мультипроцессорами в серии и поставили новый мировой рекорд производительности в 22 Гфлопс.[2]
Начиная с серии SX-4 (ноябрь 1994-го) суперкомпьютеры серии SX являются параллельным, то есть состоящими из нескольких узлов (до 10 узлов у SX-4, свыше 500 узлов — у SX-ACE). Каждый узел состоит из нескольких параллельных векторных процессоров (см. SMP), а узлы объединяются в стандартную схему с общей распределенной памятью (схема SDM-MIMD в таксономии Флинна, или NUMA — по способу доступа к памяти). В модели SX-4 NEC перешел на технологию КМОП при изготовлении процессоров, до этого использовались микросхемы на биполярных транзисторах с эмиттерно-связанной логикой, на основе которых строила свои суперкомпьютеры компания Cray. Это позволило снизить общую стоимость, а также энергопотребление системы и использовать простое воздушное охлаждение вместо водяного. В SX-4 также был осуществлен переход с памяти SRAM на память DRAM.
Модели SX-6 (октябрь 2001 г.) и SX-7 (октябрь 2002 г.) впервые использовали векторные процессоры, выполненные на одном кристалле. На узлах модели SX-6 был построен суперкомпьютер Earth Simulator и являлся самым мощным суперкомпьютером в мире по тесту LINPACK с 2002 по 2004 году с результатом 35,86 Тфлопс. Вторая, более мощная, версия Earth Simulator — Earth Simulator-2 построена на узлах модели SX-9.
| SX-2 | SX-3 | SX-4 | SX-5 | SX-6 | SX-7 | SX-8 | SX-8R | SX-9 | SX-ACE | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Год | 1983 | 1989 | 1994 | 1998 | 2001 | 2002 | 2004 | 2006 | 2007 | 2013 |
| Макс. число процессоров | 1 | 4 | 32 | 16 | 8 | 32 | 8 | 8 | 16 | 1 |
| Пиковая мощность ЦПУ, Гфлопс | 1,3 | 5,5 | 2 | 8 | 8 | 8,83 | 16 | 35,2 | 102,4 | 256 |
| Пиковая мощность системы, Гфлопс | 1,3 | 22 | 64 | 128 | 64 | 282 | 128 | 281,6 | 1638 | 256 |
| Макс. объем памяти | 256 МБ | 2 ГБ | 16 ГБ | 128 ГБ | 64 ГБ | 256 ГБ | 128 ГБ | 256 ГБ | 1 ТБ | 1 ТБ |
| Пропускная способность шины памяти, ГБ/с | 11 | 44 | 512 | 1024 | 256 | 1129 | 512 | 563,2 | 4096 | 256 |
| Пропускная способность шины памяти на ЦПУ, ГБ/с | 11 | 22 | 16 | 64 | 32 | 35,3 | 64 | 70,4 | 256 | 256 |
| SX-4 | SX-4A | SX-5 | SX-6 | SX-8 | SX-8R | SX-9 | SX-ACE | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Макс.число узлов | 16 | 16 | 32 | 128 | 512 | 512 | 512 | 512 |
| Макс. кол-во ЦПУ | 512 | 256 | 512 | 1024 | 4096 | 4096 | 8192 | 512 |
| Пиковая мощность, Тфлопс | 1 | 0.5 | 4 | 8 | 65 | 140,8 | 839 | 131 |
| Макс. объем памяти | 256 ГБ | 512 ГБ | 4 ТБ | 8 ТБ | 64 ТБ | 128 ТБ | 512 ТБ | 32 ТБ |
| Общая пропускная способность шины памяти, ТБ/с | 8 | 4 | 32 | 32 | 131 | 281,6 | 2048 | 131 |
Текущая версия
правитьТекущей моделью серии является модель SX-ACE.[3] Каждый процессор модели SX-ACE имеет пиковую производительность 256 Гфлопс и поддерживает до 1 Тбайта оперативной памяти. Узел SX-ACE состоит из одного процессора, а система может содержать до 512 узлов.[4]
Программное обеспечение
правитьНачиная с SX-3 суперкомпьютеры серии SX работают под управлением 64-битной UNIX-подобной операционной системы SUPER-UX и поставляются с компиляторами языков FORTRAN и C++. Компания Cray также разработала компилятор языка Ada, который поставляется по желанию заказчика. Некоторые прикладные программы поставляет сама компания NEC, но ожидается, что заказчик сам будет писать и устанавливать своё ПО.
На суперкомпьютере Earth Simulator использовалась специальная операционная система под названием "ES OS" (Earth Simulator Operating System). Она содержит множество специфических функций, которые имеются только в Earth Simulator OS и отсутствуют в обычных версиях ОС SUPER-UX.
Помимо коммерческого прикладного программного обеспечения на SUPER-UX можно откомпилировать и запустить множество свободного ПО, например Emacs и Vim. Существует также версия компилятора GCC, портированная под эту платформу.
Литература
править- под ред. David Padua. Encyclopedia of Parallel Computing. — Springer, 2012. — 2366 p. — ISBN 0387098445. (недоступная ссылка) (англ.)
Примечания
править- ↑ Dr. Tadashi Watanabe to Receive IEEE Award for Vector Supercomputer Development. Дата обращения: 15 декабря 2013. Архивировано 15 декабря 2013 года.
- ↑ 1 2 Padua, 2012, p. 1269.
- ↑ NEC provides vector supercomputer with the world’s fastest core performance. Дата обращения: 15 декабря 2013. Архивировано из оригинала 15 декабря 2013 года.
- ↑ Рекламный проспект SX-ACE. Дата обращения: 15 декабря 2013. Архивировано 3 декабря 2013 года.