Организация межпроцессорных связей в вычислительной системе МВС-1000
Грознов В.Н., Чебатко П.А.

При создании многопроцессорных вычислительных систем большое внимание уделяется структуре межпроцессорных связей. С одной стороны, существуют требования программистов по увеличению пропускной способности каналов связи и сокращению минимального расстояния между процессорными элементами, а с другой - возможности реализации связей с точки зрения разработчиков элементной базы, конструкции, технологии. В конечном итоге необходимо принимать некоторое компромиссное решение.

В сети межпроцессорных связей разрабатываемой вычислительной системы МВС-1000 можно выделить четыре уровня.

На первом уровне 16 процессорных элементов объединяются в решетку 4x4 с дополнительными диагональными связями. При этом получаем привычный по вычислительной системе МВС-1000 так называемый "конверт". Максимальная длина пути в конверте равна трем. Для организации связей на следующих уровнях остаются свободными 12 информационных каналов.

На втором уровне объединяются четыре конверта по 16 процессорных элементов. Каждый конверт связан с любым другим по двум каналам. Результирующую структуру можно представить в виде поля 8x8 процессорных элементов или в виде куба с четырьмя процессорными элементами в каждом ребре. Условно назовем двухуровневую сеть вычислительным кубом. Процессорные элементы, объединенные вычислительным кубом, образуют блок вычислительной системы, который является минимальным ресурсом, распределяемым между пользователями.

Длина пути между процессорными элементами в вычислительном кубе не превышает семи. Для связи следующих уровней остается 24 канала, по шесть с каждого конверта. 14 каналов с суммарной пропускной способностью 560 (280) Мбайт/с служат для связей третьего уровня между вычислительными кубами в кластере. 10 каналов обеспечивают интерфейс с управляющей ПЭВМ и через нее - связи между кластерами на четвертом уровне. Пропускная способность интерфейса с ПЭВМ достигает 400 (200) Мбайт/с.

Третий уровень сети межпроцессорных связей объединяет восемь вычислительных кубов в кластер с общим количеством процессорных элементов 512. Каждый вычислительный куб связан с любым другим двумя каналами. Максимальная длина связи между процессорными элементами в разных вычислительных кубах не превышает 15. Для усиления связанности вычислительных кубов в кластере могут использоваться возможности сети связи четвертого уровня, рассматриваемые ниже.

Четвертый уровень сети межпроцессорных связей объединяет два кластера по 512 модулей и реализуется средствами локальной сети. Суммарная пропускная способность каналов межкластерной связи может достигать 1,6 Гбайт/с. В рамках сети четвертого уровня могут быть соединены любые два процессорных элемента, принадлежащих как разным, так и одному кластеру. Структура связей сети четвертого уровня настраивается программно. Следует отметить, что максимальная пропускная способность интерфейса вычислительного куба с управляющей ЭВМ 400 (200) Мбайт/с может разделяться между тремя информационными потоками: межкластерного и внутрикластерного информационного обмена; взаимодействия с пользователем; обращения к внешним устройствам, например, дисковой памяти.

---

&copy Информационное общество, 1996, вып. 5, с. 43.