Tianhe -1A nın Mimarisi ve Bileşenleri

Süper bilgisayarlar FLOPS denilen (Floating point operations per second) bir ölçümle saniyede yaptıkları iş miktarına göre kıyaslanmaktadır. Buna göre Tianhe -1A, 2.57×1015 FLOP/s=2.57 peta Flop/s kapasiteli bir süper bilgisayardır.Aşağıda bu devasa bilgisayarın bir görünümü verilmiştir.

Bu süper bilgisayar genelde Intel EM64T Xeon X56xx (Westmere-EP) 2930 MHz işlemcisini kullanır ve bellek kapasitesi de 229376 Gigabyte dır. Ayrıca Bu süper bilgisayar yapısında hem local hem de paylaşımlı bellekler bulundurur. Öte yandan Bu Intel İşlemcisi içinde Hyper-Pipelined Technology and Advanced Dynamic Execution adında bir birim barındırır.

Bu birim sayesinde Intel 128 basamaklı bir Decoder Pipeline a sahip olabilmektedir. Bu sayede paralelizmde devasa miktarda artışlar sağlanmaktadır.

Tianhe -1A vektörel işlemlere dayalı paralel işlem yapan bir bilgisayardır. Mimarisinde barındırdığı 256 bitlik vektörel işlemciler paralel olarak 16 double veya 16 tane integer sayı üzerinde aynı anda işlem yapabilmektedir.  Tianhe -1A aynı zamanda kayan noktalı sayılarla işlem yapma konusunda da çok gelişmiş bir sistemdir.

Samanyolu galaksisi adı da verilen bu süper bilgisayar; çoklu çekirdekli yapısının içinde Intel 6144 işlemcisi ve bununla beraber 5120 tanede hızlandırılmış AMD grafik işlemcileri bulundurmaktadır. Farklı iki mimariye sahip bu işlemcilerin çalışma mantıklarında MIMD özelliği vardır. Çünkü farklı işlemciler aynı olmayan emir kümelerini birbirinden farklı veri parçaları üzerinde uygulamaktadırlar. İşlemciler arasında çoğu kez point to point iletişim kuran bu süper bilgisayarın bant genişliği de 40 Gbps olmaktadır.

Tianhe -1A mimarisel olarak 2560 tane node dan oluşur. Ve bu nodelar genelde TriBlade şeklindedir. 2560 düğümün her biri 2 adet 32 Gb lık belleğe sahip işlemci ve normalden 2 kat hızlandırılmış GPU (Graphical Processing Unit) bulundurur. Bu GPU lar aynı işlemleri bir çok veri kümesi üzerinde de yaptıkları için mantıksal olarak SIMD özelliğini yansıtırlar.

Tianhe -1A sistemi; 112 bilgisayar, 12 tane depolama, 6 tane iletişim ve 8 tane ise giriş/çıkış kabinlerinden oluşmaktadır. Her bilgisayar kabini 4 frameden oluşmakta ve her framede 8 tane blade içermektedir. Bütün bu yapılar 16 portlu switching boardlarına yerleştirilmiştir. Her blade ise 2 bilgisayar düğümünden oluşmaktadır. Bu bilgisayar düğümlerinin her biri 2 tane Xeon X5670 6 çekirdekli işlemciler ve 1 tane Nvidia M2050 GPU işlemcilerinden oluşur. Bu sistem her birinde 7168 tane GPU olmak üzere toplamda 3584 tane blade ve 14336 tane de CPU ya sahiptir.

Burda ki tüm süreçler SLURM (Simple Linux Utility For Resource Management) denilen tarifeleyici sayesinde tarifelenir. Bu sistemde kullanılan Intel işlemcileri Coarse Grain seviyede işlem yaparlar. İşlemleri emir emir koşmaktansa program yada procedure seviyesinde koşmayı tercih etmektedirler. Bu yüzden bu işlemcilerin paralelizmleri az miktarda olmaktadır. Grafik işlemcileri NVidia kadar paralelizmleri yüksek değildir.

Tianhe -1A, 14336 tane Xeon X5670 işlemcisi ve 7160 tane de genel amaçlı Nvidia Tesla M2050 GPU suyla donatılmıştır. İntel ve NVidia nın farklı mimarideki işlemcileri aynı veriler üzerinde farklı farklı işlemler gerçekledikleri için bu yönüyle MISD özelliğini yansıtırlar.

Bu sistem de NUDT FT1000 tipinde heterojen işlemciler kuruludur. Bu işlemciler farklı farklı mimarileri bünyelerinde barındırmaktadır bu yönüyle de hibrit yapıda oldukları söylenebilir.

Öte yandan Nvidia Tesla M2050 GPU larının Peak performansı 4701 petaflop a kadar ulaşabilmektedir. Bu bilgisayarlar Fine Grain seviyede paralel işlemler yaptığı zaman grafik işlemcileri daha verimli olmaktadırlar ve genelde bu işlemciler yüksek paralelizm esasına göre çalışırlar.

Bu sistem iç içe girmiş clusterlardan meydana gelmiştir. Ve cluster lar Intel Xeon Chiplerine ve  Advanced Micro Devices Radeon HD 4870 GPU larına dayalıdır.

Mehmet Salih Deveci

Bilgisayar Mühendisi

Reklamlar

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s