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富士通

富士通實驗室(Fujitsu Laboratories)宣布,該公司已開發一新的技術,可減少叢集超級電腦系統中40%的網路交換器數量,同時維持原本的網路效能。

叢集超級電腦被廣泛應用在製造領域,包括手機、汽車,或飛機的設計,以及科學運算等,近來也被應用在醫藥、地震或氣候的分析上,這些新應用都需要更強大的超級電腦。為了強化超級電腦的效能,業者會以網路來連結眾多的伺服器而造就了叢集超級電腦系統。

既有的叢集超級電腦通常使用「肥樹」(fat tree)的網路拓樸架構, 6000台伺服器便需要800個網路交換器,甚至是超過2000個,這些網路裝置就占了20%的超級電腦系統電力。

↓ 傳統的三層式肥樹拓樸網路

肥樹架構中有許多多餘的交換器連結路徑,以在伺服器之間展開全面通訊時還能提供良好的網路效能。此外,個別伺服器用來增加效能的多核處理器或加速器也都需要網路的配合才能發揮最大功效,使得叢集超級電腦系統所需的交換器愈來愈多。但這些增加的交換器卻讓超級電腦架構愈來愈龐大,消耗更多的電力,也帶來更高的物料成本。

富士通實驗室則從最佳化資料交換程序,以及改變叢集連結的方式來減少網路交換器的使用量。他們發展出一個新架構,將未直接連結的交換器部署在直接連結所有交換器的全網狀(full-mesh)框架的周邊,然後讓不同的全網狀網路互連,相較於三層的肥樹網路拓樸架構,新架構移除了一整層的交換器。

↓ 多層全網狀(multi-layer full mesh)網路拓樸 3D示意圖。

 

↓ 多層全網狀(multi-layer full mesh)網路拓樸 平面示意圖。

而在全面通訊的狀態下,每個伺服器都與其他的伺服器進行資料交換,於是若減少交換器數量,也就減少了伺服器之間的路徑。因此該實驗室利用可控制傳輸順序的新演算法來避免數據的衝突,代表即使在全面通訊下,只使用60%的網路交換器數量也能維持既有的效能,在不犧牲效能的情況下還能省電。

富士通實驗室表示,該公司計畫在2015年實際導入相關技術,未來也計畫繼續進行在不依賴更多網路交換器的情況下發展大規模運算系統的拓樸研究。(編譯/陳曉莉)

 

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