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HP Superdome服务器
体系结构
HP公司最先推出其支持IA-64的HP 9000 Unix服务器系列的新成员-Superdome,中文名字“超腾”。它既可支持Intel IA-64芯片体系结构,又可支持HP公司的PA-RISC 8600 CPU及其后继产品,并分别以16、32和64路CPU配置提供产品。
HP Superdome服务器采用HP可扩展计算结构(SCA),基于全局共享内存,即高速缓存一致性的非一致内存访问体系结构(cc-NUMA),属于第三代NUMA系统。其内存带宽为61.44Gb/s,I/O带宽为7.6Gb/s。包括I/O在内的所有资源均透明存取,本地节点保持大量相关缓存,使本地访问内存的次数最多,8节点交叉互联支持高达256条内存请求,使远程节点存取的平均等待时间明显降低。
HP Superdome服务器采用模块化设计,由不同的功能模块构成,并以基本节点中配置2-16路CPU,2-4个基本节点组成的多节点系统中配置32或64路CPU的产品形式出现。图3所示为6路HP Superdome服务器基本节点体系结构。基本节点中的模块主要是CPU扩展模块(又称Cell模块)、交叉开关模块、磁盘存储器扩展模块、基本的I/O等模块;在多节点系统中,还包括路由器互联模块、PCI扩展模块、XIO扩展模块和图形扩展等模块。
HP Superdome其核心采用了HP的Hyper Plane非阻塞8×8纵横交叉开关技术(如图4),交叉带宽为61.4Gb/s,可将所有的处理器和存储器通过交叉开关连接在一起,实现了从CPU 和I/O管道到存取系统的顺利访问。这些处理器、存储器和交叉开关的结合组成了称为NUMAlink的互联结构,并提供最大16路CPU的基本节点配置。
为了进一步增强扩展能力,HP Superdome服务器使用了一种基于共享内存的互连技术——即采用先进的路由芯片,通过使用特殊的传输介质构成具有高带宽和极低延迟的互联网络。路由芯片将所有基本节点上的交叉开关连接起来,形成一个单一的、连续的达1Tb的存储空间。并且处理器和本地以及远程存储器之间的通信宽带(双向)由原来的1.6Gb/s提高到3.2Gb/s,从而使4个基本节点连接组合成一个最多可配置4*16=64路CPU的并行服务器系统,以提供对cc-NUMA真正的支持,如图5。
目前,HP Superdome服务器的操作环境是64位的HP-UX UNIX操作系统,该系统提供了完全的64位环境,包括64位系统内核与地址空间,64位文件大小和文件系统大小,64位文件数据类型,能够支持15000个应用,与Superdome服务器的硬件结构协同,完全可满足包括电子商务、数据库、ERP、科学计算等关键应用的要求。
结语
并行处理是高性能计算的核心技术。其在微处理器这一系统级别的主要特征是尽可能提高指令级并行的能力;在服务器这样的计算机系统级别,则主要是提高多个微处理器或微处理器单元协同工作的效率。而Intel IA-64微处理器和HP Superdome服务器的体系结构可以说是充分体现了这一趋势,因此具有了优秀的性能,逐渐成为各自领域的领导产品。■
参考文献:
1. David A. Patterson & John L. Hennessy“Computer Architecture A Quantitative Approach”机械工业出版社 1999年.
2. “HP 9000 Enterprise Server Overview”惠普公司内部资料.
3. Tam, S. Et. Al, “Clock Generation & Distribution For the First IA-64 Microprocessor”, IEEE Journal of Solid State Circuits, Vol.35, Issue 11, Nov2000.
4. Rusu, S. & Singer G, “The First IA-64 Microprocessor”, IEEE Journal of Solid State Circuits, Vol.35, Issue 11, Nov2000.
作者简介:
曾 田:女,武汉数字工程研究所工程师,研究方向:实用计算机体系结构。
吴向军:男,高级工程师,武汉凌久新技术公司网络事业部,技术总监。
图1 IA-64微处理器的硬件体系结构框图
图2 IA-64微处理器EPIC机制图
图3 16路HP Superdome服务器基本节点体系结构
图4 8×8 Crossbar纵横交叉互联芯片内部结构图
图5 64路HP Superdome服务器结构框图(4个基本节点并行)