Angara (interconectare)

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 13 martie 2021; verificările necesită 3 modificări .

Angara este o rețea de calculatoare comutată  de mare viteză, tolerantă la erori , utilizată în calculul de înaltă performanță, cu lățime de bandă mare și întârziere redusă la recepția/transmisia pachetelor. Este utilizat în comutatoarele de înaltă performanță și pentru conectarea directă a nodurilor de calcul supercomputer [1] . Controlerele Angara ( adaptorul magistralei gazdă ) și comutatoarele de rețea sunt proiectate și fabricate la NICEVT [2] [3] , care face parte din holdingul Ruselectronics .

Ca o rețea de comunicații pentru clustere , Angara concurează cu standardele Ethernet și InfiniBand , precum și cu tehnologii proprietare precum Cray și IBM . Performanță: 75 Gb/s (7,5 GB/s) [4] .

Descriere

Rețeaua de comunicații Angara de mare viteză tolerantă la erori (seria EC843X) are o topologie „torus multidimensional” și se bazează pe VLSI rusesc. Rețeaua Angara este compatibilă cu platformele de calcul disponibile comercial bazate pe procesoare cu arhitecturi x86 , ARM și Elbrus , precum și cu acceleratoare hardware bazate pe GPU și FPGA .

Platforma de calcul de înaltă performanță Angara este un element de bază pentru construirea de clustere de calcul scalabile eficiente din punct de vedere energetic și supercalculatoare cu o densitate mare de ambalare. Platformele din seria EC1740.000x au fost dezvoltate și produse în serie la unitățile de producție ale NICEVT JSC. Soluțiile tehnice și tehnologice utilizate în dezvoltarea platformei oferă performanță reală ridicată, fiabilitate și toleranță la erori ale sistemului de calcul.

Caracteristicile cheie ale rețelei Angara:

• Topologie de rețea: tor 1D—4D
• Adaptor VLSI
• Până la 8 canale de comunicație cu noduri învecinate
• Acces direct la memorie gazdă la distanță ( RDMA )
• Suport multi-core
• Transfer adaptiv de pachete
• Latență pe ping-pong MPI: 0,85 / 1,54 µs ( x86 / Elbrus-8C )
• Întârziere hop: 130 ns
• Scalare: până la 32k de noduri
• Consum de energie: până la 20 W
• Diverse medii fizice

Opțiuni de execuție:

1. Soluție de înaltă performanță bazată pe adaptor FHFL și cablu Samtec HDLSP
2. Soluție all-in-one bazată pe comutator cu 24 de porturi, adaptor cu profil redus și cablu CXP
3. Soluție personalizată bazată pe backplane și cabluri optice

Caracteristicile VLSI ES8430:

• Proces TSMC 65 nm GP
• Dimensiunea cristalului 13×10,5 mm
• Numărul de tranzistori 180 milioane
• Frecventa 500 MHz
• TDP 36W
• Interfete:
  • GEN II PCI-E x16 (5,0 Gb/s pe bandă, 80 Gb/s per conexiune)
  • Legături x8 (1-12 linii/link 3,125-6,25 Gb/s per linie, max. 75 Gb/s per legătură în fiecare direcție, max. 600 Gb/s total)
  • DDR3 SDRAM 8,5 GB/s (72 biți, 1066 MT/s)
• Alimentare electrică:
  • SerDes 1,0 V ± 5%
  • Miez 1.0V ± 5%
  • I/O 2,5 V ± 10%
• Interval de temperatură 0-70 °C
• Pachet FCBGA-1521 40x40 mm

Topologie și conexiuni

Performanță

Angara ES8430

• conexiune: 75 Gb/s (7,5 Gb/s) [4]
• agregat: 1,2 Tbit/s (120 GB/s) [4]

Protocoale și API-uri

Istorie

Prima generație de Angara a fost lansată în 2016, când United Instrumentation Corporation , care face parte din Rostec, a dezvoltat un adaptor de rețea conceput pentru a conecta clustere de calcul. Adaptorul era o placă cu o interfață PCI Express x16, echipată cu un circuit integrat foarte mare (VLSI). [5]

În 2018, Ruselectronics a introdus a doua generație a rețelei, în care viteza de transfer de date între computerele conectate s-a triplat față de prima generație. [6]

Aplicație

Institutul Comun pentru Temperaturi Înalte RAS :

• Supercomputer „Desmos” din 32 de noduri de calcul hibride (CPU + GPU). Rețeaua Angara în configurație 4D torus 4x2x2x2. Performanța generală a supercomputerului este de 52,24 Tflop/s [7]
• Supercomputer „Fischer” cu 24 de noduri de calcul. Nodurile sunt conectate prin rețeaua de comunicații Angara într-o versiune de comutare. Performanța maximă este de 13,5 Tflop/s [8]

Centrul de Cercetare pentru Calcul Electronic [9] :

• Clusterul „Angara-K1” din 36 de noduri de calcul, care sunt unite de rețeaua Angara cu topologia 3D torus 4×3×3. Performanță maximă a clusterului - 6.998 Tflop/s [10]

Institutul de Cercetare Omsk pentru Inginerie Instrumentelor și Compania Promobit (BITBLAZE):

• Sisteme de stocare a datelor bazate pe procesoare Elbrus care utilizează rețeaua Angara [11]

Vezi și

• RoCE
• iWARP
• RapidIO
• Omni-Cale
• InfiniBand

Note

1. ↑ PaVT 2016: Rețea de mare viteză Angara pentru supercalculatoare și clustere - made in Russia / ServerNews . Preluat la 21 septembrie 2019. Arhivat din original la 22 septembrie 2019. (nedefinit)
2. ↑ Copie arhivată . Preluat la 22 septembrie 2019. Arhivat din original la 13 septembrie 2019. (nedefinit)
3. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Preluat la 21 septembrie 2019. Arhivat din original la 16 septembrie 2019. (nedefinit) 
4. ↑ 1 2 3 http://2013.nscf.ru/TesisAll/Section%201/12_2761_SimonovAS_S1.pdf  (link inaccesibil) Arhivat la 19 iulie 2020.
5. ↑ Roselectronics a început livrările de adaptoare de comunicare Angara - Rambler / Finance
6. ↑ Rusia a dezvoltat un „sistem pentru crearea de supercalculatoare acasă” - CNews . Preluat la 21 septembrie 2019. Arhivat din original la 2 septembrie 2019. (nedefinit)
7. ↑ Top50 | Supercalculatoare . Preluat la 22 septembrie 2019. Arhivat din original la 22 septembrie 2019. (nedefinit)
8. ↑ NICEVT și Skyrus au creat supercomputerul modular Fisher pentru Academia Rusă de Științe/ServerNews . Preluat la 22 septembrie 2019. Arhivat din original la 22 septembrie 2019. (nedefinit)
9. ↑ Ghidul utilizatorului Angara-K1 Cluster . Preluat la 22 septembrie 2019. Arhivat din original la 16 septembrie 2019. (nedefinit)
10. ↑ Copie arhivată . Preluat la 22 septembrie 2019. Arhivat din original la 22 septembrie 2019. (nedefinit)
11. ↑ Maxim KOPOSOV, Promobit: „Elbrus-ul rusesc la o viteză de ceas mai mică poate atinge aceleași performanțe ca un procesor Intel la unul mai mare” . Preluat la 24 octombrie 2020. Arhivat din original la 22 octombrie 2020. (nedefinit)

Autobuze și interfețe pentru computer
Noțiuni de bază	Autobuz de adrese Autobuz de date Autobuz de control Lățimi de bandă
Procesoare	BSB FSB DMI HyperTransport QPI
Intern	S-100 AGP EISA ISA LPC MBus MCA NV Link NuBus PCI PCIe PCI-X Autobuz Q SBus SMBus VLB Autobuz XT Zorro II Zorro III
Caiete	card expres MXM Card PC
Unități	ST-506 ESDI LA UN eSATA canal de fibră hippy NVMe SAS SATA SCSI SATA Express
Periferie	1 fir adb I²C IEEE 1284 (LPT) IEEE 1394 (FireWire) PS/2 UART ( RS-232 , RS-485 ) SPI USB portul de joc
Managementul echipamentelor	IEEE-488 VXI FASTBUS CAMAC CAMAC serial SpaceWire
universal	Multibus viitorul autobuz InfiniBand Omni-Cale QuickRing SCI RapidIO VMEbus Thunderbolt (Vârf de lumină) IEEE 1355 Angara
Interfețe video	VGA DVI portul de afișare HDMI Fulger USB4
Sisteme integrate	autobuz multidrop Wishbone AMBA