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高性能计算是国家高科技发展战略的关键组成部分,研制具有中国自主知识产权的高性能计算机对提升我国综合国力具有重要意义。高性能计算机中CC-NUIVlA系统结点内部可以实现资源共享,易于编程,支持更有效的虚拟化,大大提高了计算机性能,受到业界的广泛关注。Cco-NUMA系统互连网络的选择可以决定系统的许多重要特性,如性能,可靠性,可扩展性,编程复杂性等。互连网络是影响CC-NUlVlA系统性能的重要因素之一,本文主要是关于CC-NUMA系统域互连网络一些相关技术的研究,主要包括以下两个方面:
一、基于用例的网络拓扑结构研究。本文研究了CC-NUMA系统常见的星型拓扑结构、全连接拓扑结构和3DTorus拓扑结构的性能;然后提出了一种64路的网络嵌套拓扑结构,并与同等规模的3DTorus拓扑结构的性能进行了比较。
二、基于IB协议的网络接口的设计。IB技术是一种高性能互连技术,具有高带宽低延迟的特点,有标准的协议规范,易于结点的兼容应用,便于系统的集成。文中详细介绍了网络接口的总体架构,包括接口的物理层模块,链路层模块以及AXI接口部分的设计方法;然后搭建测试平台完成了对IB网络接口的仿真测试,并得到了接口在不同负载下的平均时延和带宽指标。
通过对用例网络拓扑结构的研究推导,我们可以了解到CC-NUMA系统常见网络拓扑结构的特点,文中还提出一种64路网络嵌套拓扑结构,性能比单纯使用星型拓扑或全互连拓扑有很多优化。通过基于IB协议的网络接口的设计,我们可以将现有的计算机结点接入高性能IB网络。以上两点的研究,为后续CC-NUMA系统域网络相关技术研究奠定了基础。