Tianhe -1A Süper Bilgisayarının Paralelizmi

Tianhe -1A, hibritli bir yapıya sahip olduğu için Hücresel işlemciler içerisinde vektörel olarak yapılan paralel işlemler farklı data kümelerine aynı işlemler yapıldığı için SIMD özelliğini taşırlar. Aşağıda bu devasa bilgisayarın yapısı gösterilmiştir.

Hibritli yapıda heterojen olan bu sistem sadece CPU larla meydana gelseydi yaklaşık olarak 12 megawatt tüketirdi. Fakat sistem GPU ve CPU lardan meydana geldiği için ortalama 4.04 megawatt tüketiyor. Burda ki enerji tüketiminin üçte birine inmesi ise NVidia firmasının özel üretimli paralelizm düzeyi yüksek olan GPU ları sayesindedir.

Tianhe -1A in paralelizmin temeli olan hibrit yapısında paralellik adına vektörel yapılar, threadli işlemler, çok çekirdekli yapılar, instruction seviyesinde paralelizm için 1000 civarında ki özel komut setleri, yerel bellek ve uzak bellek gibi bir çok kompleks mekanizmalar bulundurur.

Ayrıca Bu GPU lar yapısında yaklaşık 112 thread barındırmaktadır. Her bir GPU çekirdeğinin kullanışlılığını artırmak için multithreading çalışma söz konusudur.

GPU lar CPU lara server düğümleri içerisindeki PCI-Express 2.0 bus lar ile bağlanılıyor. Bu bağlantı Remote Direct Memory Access şeklindedir. Ayrıca GPU yla CPU arasında veri alışverişi ve birbirleriyle aralarındaki iletişim sırasında software-pipelining kullanılır.

Paralel bilgisayarların en önemli özelliklerinden birisi ölçeklenebilir olmasıdır ve bunu mimarilerinde kullandıkları Cluster lar sağlar. Bu süper bilgisayarın yapısında da iç içe geçmiş çok sayıda clusterlar mevcuttur. Bu Cluster lar ölçeklemeyi esnek kılacak şekilde oluşturulmuştur. Böylece bu sistem istenildiği zaman rahatlıkla genişletilebilmektedir.

Clusterlar arası data alışverişi ve haberleşme için mesaj geçme yapıları kullanılır. Yine bu seviyede paralel işlemlerde kullanılan Global arrayler için GAS, IPC, UPC gibi diller paralelizmi sağlamak için kullanılır. Clusterlar içerisinde kontrolü sağlayan kısımlarda Fine grain size da çalışılır buralarda paralelizm çok olduğu için haberleşme gecikmesi azdır.

Clusterda kontrolü Intel işlemcileri yapar ve işlemleri kendi aralarında paylaştırır. Cluster lar arası, Cluster içinde ve işlemcilerdeki hücreler içerisinde olmak üzere yüksek seviyeli paralelizmden düşük seviyeli paralelizm e doğru 3 seviyeli paralelizm bulunmaktadır.

NVidia daki Arch lar hibrit bir yapıda olup Fat tree konfigürasyonu içinde elektriksel optik kabloları kullanarak server düğümlerini birbirlerine bağlar. Arch ların kalbi niteliğindeki switchlerin iki yönlü bantgenişliği 160 Gb/sec dır. Düğümlerdeki haberleşme gecikmesi 1.57 microsaniyedir. Ve toplam bant genişliği ise 61 Tb/sec dan fazladır.

İşlemciler içindeki hücreler kendi arasında iletişimleri yok derecede olduğu için ancak Ana işlemci ile iletişimde bulunurlar bu yüzden Paralellikleri az seviyede ve iletişim gecikmesi ise fazla miktardadır. Her bir İntel çekirdeği için çok sayıda hücresel işlem birimler vardır.

İntel çekirdekleri Linux işletim sisteminden dolayı kendi içerisinde Concurrent koşma yeteneğine sahiptir. Hücre biçimindeki işlemcilerde kendi içerisinde Fine Grain size da yüksek seviyede paralelizmden yararlanarak işlemleri paralel gerçekleştirir.

Aynı zamanda Çok yollu Pipeline şekilde çalışan birimler de yer almaktadır. Hücre biçimindeki işlemciler içerisinde Grain size problemi, domainin gridler halinde parçalanmasıyla belirlenir. Böylece işlemlerin grain size ları  eşitlenmiş olur.

Sonuçlar

Artan bilimsel çalışmalar beraberinde bir takım problemler getirecektir. Bunların en başında ise bir işlemin hesaplanma süresi gelmektedir. 1998 de bir süper bilgisayarın 20 yılda hesaplayabileceği bir işlemi günümüzün süper bilgisayarları 1 haftadan daha kısa sürede hesaplayabilmektedir. Belki de bundan 13 yıl sonra ortaya çıkacak süper bilgisayarlardaki bu fark öncekinden kat be kat ileriye gidecektir.

 

Oracle Exadata SQL Server Goldengate Weblogic EBS ve Linux konusunda aşağıdaki konularda 7×24 Uzman Danışmanlara yada Eğitimlere mi
İhtiyacınız var mehmet.deveci@gridgroup.com.tr adresine mail atarak Bizimle iletişime geçebilirsiniz.

– Oracle Veritabanı Danışmanlığı
– Oracle Veritabanı Bakım ve Destek
– Exadata Danışmanlığı
– Exadata Bakım ve Destek
– SQL Server Veritabanı Danışmanlığı
– SQL Server Veritabanı Bakım ve Destek
– Goldengate Danışmanlığı
– Goldengate Bakım ve Destek
– Linux Danışmanlığı
– Linux Bakım ve Destek
– Oracle EBS Danışmanlığı
– Oracle EBS Bakım ve Destek
– Weblogic Danışmanlığı
– Weblogic Bakım ve Destek
– Oracle Veritabanı Eğitimleri
– Oracle VM Server Danışmanlığı
– Oracle VM Server Bakım ve Destek
– Oracle EPPM Danışmanlığı
– Oracle EPPM Bakım ve Destek
– Oracle Primavera Danışmanlığı
– Oracle Primavera Bakım ve Destek
– Oracle Eğitimleri
– SQL Server Eğitimleri
– Goldengate Eğitimleri
– Exadata Eğitimleri
– Linux Eğitimleri
– Oracle EBS Eğitimleri
– Oracle VM Server Eğitimleri
– Weblogic Eğitimleri
– Oracle EPPM Eğitimleri
– Oracle Primavera Eğitimleri

Mehmet Salih Deveci

I am Founder of IT Tutorial and Certified Expert about Oracle & SQL Server database, Goldengate, Exadata Machine, Oracle Database Appliance administrator with 10+years experience.I have OCA, OCP, OCE RAC Expert Certificates I have worked 100+ Banking, Insurance, Finance, Telco and etc. clients as a Consultant, Insource or Outsource.I have done 200+ Operations in this clients such as Exadata Installation & PoC & Migration & Upgrade, Oracle & SQL Server Database Upgrade, Oracle RAC Installation, SQL Server AlwaysOn Installation, Database Migration, Disaster Recovery, Backup Restore, Performance Tuning, Periodic Healthchecks.I have done 2000+ Table replication with Goldengate or SQL Server Replication tool for DWH Databases in many clients.If you need Oracle DBA, SQL Server DBA, APPS DBA,  Exadata, Goldengate, EBS Consultancy and Training you can send my email adress mehmetsalih.deveci@outlook.com.-                                                                                                                                                                                                                                                 -Oracle DBA, SQL Server DBA, APPS DBA,  Exadata, Goldengate, EBS ve linux Danışmanlık ve Eğitim için  mehmetsalih.deveci@outlook.com a mail atabilirsiniz.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *