看高性能计算系统中常用的几种内部互联网络

看高性能计算系统中常用的几种内部互联网络在大规模并行计算和机群等高性能计算系统中，处理器之间或计算节点之间的快速互联网络的重要程度并不亚于处理器本身。在早期的大型计算系统中，处理器之间的通信一直被所采用的互联网络（通常是以太网）延时大、带宽不足等因素所牵制；如今，Myrinet 、QsNet 、SCI 以及刚刚兴起的Infiniband 等多种专用高速互联网络的成功应用，使得这种状况发生很大改观的同时，也使得高性能计算系统内部互联网络的选择成了一门学问。高性能计算系统的互联方式有很多种，最初的机群系统是基于LAN 技术的，也就是以最普通的以太网（ Ethernet ）作为数据交换媒介。其优势在于可以方便地增加计算节点到集群系统中，但是其缺点也很多，传输速度较慢，复杂的协议造成非常高的延时，并且限制了扩展性。各种各样的专用高速互联网络应运而生，最为典型的有Myrinet 、QsNet ，以及最近几年兴起的Infiniband, 它们为集群系统提供了构建高带宽、低延时数据交换环境的可行条件。广为应用的 Myrinet Myrinet 是目前机群系统中应用最为广泛的互联网络。Myricom 公司从 1994 年就开始销售第一代 Myrinet 产品，当时只是作为以太网络的第二选择来实现机群系统中的节点互联，除了100MB/s的高带宽外，它的主要优势是小数据量延时，只有10m～15ms ，这与当时 Convex 、、SGI 等公司在并行系统中使用的专有网络的高延迟形成鲜明对比。此后随着软硬件的不断升级，Myrinet 更是成为了机群制造商的第一选择，直到今天这种优势依然存在。同 Infiniband 一样， Myrinet 使用全双工链路，并且通过远程内存存取（Remote Direct Memory Access ，RDMA ）对其他主适配器卡（称为Lanai ）的远程内存进行读 /写操作，这些卡以与之连接的主机-X 总线为接口界面。最新一代的 Myrinet 使用了光纤作为信号传输通道，这不仅在连接方面有了很大的灵活性，而且也给信号高速传输提供了足够空间。但同时不可忽略的是，由于光纤电缆和连接器都很“娇气”，很容易在机群节点维护的过程中受损，可靠性方面值得关注。目前 Myrinet 已经有 8～128 口交换机提供。从Myricom 自己提供的最新测试数据来看，使用业界惯用的 MPI Ping-Pong测试方法，其带宽为230MB/s ，MPI 延时为 10ms 。快速可靠的 QsNet QsNet 是 Quadrics 公司的产品，该技术的起源可以追溯到早期一家德国公司Meiko ，它专门研制称号为 CS-1 ...