Verbindungsnetzwerke für parallel und verteilte Systeme.pdf

In Bild 5.26 findet eine Kommunikation nach dem Muster
PU1->PU2->PU3->PU4->PU1 statt. Alternativ zu dieser Übertragung können
auch Daten in Rückrichtung blockierungsfrei transferiert werden (gestrichelt
dargestellt). Bei der hybriden Topologie der Hitachi-Rechner treten dann Blokkierungen
im Netz auf, wenn die Exchanger gleichzeitig sowohl von einem Datenpaket
zum Dimensionswechsel als auch von einem an den Exchanger angeschlossenen
Netzknoten benötigt werden.
Partitionierbarkeit
Eine SR 2001 läßt sich logisch in vier (die SR 2201 in acht) voneinander getrennte
Blöcke zerlegen, die sich gegenseitig nicht beeinflussen können. Die
Zerlegung wird mit Hilfe von hardware-mäßigen Zusatzeinrichtungen bewerkstelligt,
die dafür sorgen, daß neben Datenpaketen auch Broadcast und Signalling
die Blockgrenzen nicht überschreiten. Zusätzlich zur Hardware-Partitionierung
der Maschine gibt es noch eine Software-Partionierung in Form einer
Betriebssystemfunktion, die die Blöcke bzgl. der Datenpakete voneinander abschottet.
Die Synchronisationsfunktionen bleiben davon unberührt.
Die Partitionierung dient zur besseren Auslastung der Maschine, da gleichzeitig
mehrere Benutzern damit arbeiten können. Im Vergleich zur Exemplar
erfolgt hier jedoch ein statische Allokation von Prozessoren zu Benutzern.
Multicast und Barrierensynchronisation
Bei der der SR2001/2201 wird anders als bei der IBM SP2 beispielsweise die
Multicast-Funktion per Hardware unterstützt. Schnelle Multicasts sind zum
Versenden gemeinsamer Datenblöcke sowie zum gleichzeitigen Starten und
Stoppen von Prozessen außerordentlich nützlich.
Das zweite Synchronisationsmittel stellt die Barrierensynchronisation dar,
die wie bei der Cray in Hardware implementiert ist. Sie wird hier nicht in einem
separaten Netzwerk ausgeführt, sondern gehört zum 3-D Crossbar. Ebenfalls
anders als bei der Cray sind 4 und nicht log2N Schritte nötig, um eine Synchronisaton
durchzuführen; die Zahl der Schritte ist unabhängig von der Größe des
Rechners. Bei der Ausführung der Synchronisationsfunktion wird zuerst festgestellt,
wann die Prozessoren einer bestimmten Partition ihre Prozesse beendet
haben, und danach wird dieser Zustand per Multicast den Prozessoren mitgeteilt.
Die Synchronisation kann deshalb in zwei Phasen unterteilt werden:
In der ersten Phase werden im 1. Schritt die Fertigmeldungen der beteiligten
Prozessoren von den Kreuzschienenverteilern der x-Richtung eingesammelt.
Sobald alle Meldungen eingetroffen sind, wird von diesen Kreuzschienenverteilern
ein Signal gesetzt. Im 2. Schritt werden die Signale aller x-Crossbars einer
Ebene von den y-Crossbars gelesen und mittels einer UND-Verknüpfung
das Summensignal gebildet. Dazu würde im Prinzip ein einziger y-Kreuzschienenverteiler
genügen, es wird jedoch dieselbe Operation von allen y-Crossbars
einer Ebene durchgeführt, um die Ausführung der 2. Phase zu beschleunigen.
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