north bridgenorth bridge north bridge スーパーコンピューティングニュース -95-...
TRANSCRIPT
-
�����������������������
� � � ��
�������������
�
1. �������������������� ���� ��� SR11000/J2 ������������� ���
������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
�������������
� �����������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������������
�������
�
2. ����������������� ���������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������������������������������������������
��������������������������
�
2.1 �����������������������������������������������������������
��������������������������
�
�
������������������� North Bridge� �������������������������������������������������������North Bridge������
������
�������
��������������
�������
��������������
����
�����
���� ���������
- 95 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
���������������������������������������������
����������North Bridge� ����� South Bridge� ��������������������South Bridge� ���������������������������������������������������������������� South Bridge� ������������������������������������������������������������
��������
���������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������������������������
����������������������������������������������
������������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������������������������
�
2.2��������� ���������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������
�����������
�������������
�����������
��������������
�����������
������������������
���������
��������
�����������
���������������
����������������������������������������������
���������������������������������������� � �������
��������������
�
������������������������������������������������
�
���������������������������������������������
�������������������������������
����
����
����
��������������������������
��������������������������
���������������������������
�����������
- 96 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
����������������������������������������������
������������ � �����������������������������������
����
�
�
�
��������������������������
����������������������������
�����������������������
�����������
����������������������������������
��������������
��������������������������������������������
������
� ����������������������������������������������
�������������������������������������������������
������������������������������������������������
��������������������������������������������
��������������������������������������
�
�������������������
��������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������������
� �������������������������
�����������������������������������������
�������������
� �����������������������
����������������������
� ��������������������������������
��������������������������������
�
2.3 ��������� ����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
����
����
��������������������������
���������������������������������
���� �����������
- 97 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
�����������������������������������������������
��� �� ��������������������������������������������
��������������������������������
����� ���������
��� ������������������������������ ���� ��������
����� ���������
�� ������ �� ���������������������� ����� ��������
����� ���������
��������������������������������������������
���������� ����� �������������� �������������������
���������������������������������
����������
��������� �� �����������������������������������
��������
����������������������������������������������
���������������������������������������������
������������������������� ��� �����������
�
������������������������������������������������
���������������������������������
�
�������������������
�����������������������������������������������
������������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�������������
� �����������������
���������������������������������������������
�������������������������������������������
����������������������� �������� � ���������������
��������������������������������������������
����������������������������������������������
�������������������������
� ���������������������
��������������������������������������������
������������������������������������������
- 98 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
2.4 TLB ������������������������������������������������
�������������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������������������������
����������������������� ��� ��������������������
� ��� ���������������������������������������������
������������������������������������������ ��� ��
������������������������������������� ��� �������
������������������
�
�������������������
� ���������� ��� ������� ��� �������������������������
�������������������������������������������������
�����������������������������������������������
������� ��� ������������������������ ��� �����������
���������������������������������������������
���������������������
�
3. ����������������� ���������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������
�
3.1 ��������������������������������������������������������
�������������������� SMP� �� ccNUMA� ��������
3.1.1 SMP ��SMP � Symmetric Multi Processing ��������������������������
�����������SMP��������������������������������������������������������������� � SMP ���������
�
���
���� ���� ���� ���� ���� ����
����
��4� SMP
- 99 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
���������� �������������������������������������
������������������ ��� ���������������������������
������������������������������� ��� ���������������
���������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������������������������� ��������������
������������������������ ��� ��������������������
���������������������������������
��� �������������������������������������������
��������������������������������� ��� ����������
������
�
3.1.2 ccNUMA ��NUMA� �� Non-Uniform Memory Access����������cache coherent��������
������������������������������������������
������������������������� � ccNUMA������������
�
������������������������������������� ��� �������
�����������������������������������������������
�������������� ccNUMA��������������������������������������� ��� ���������������������������������
�������� ��� ����������������
ccNUMA ������ ��� ���������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������������� NUMA ����������������������
3.2 ������������ ���������������������������������������������
���������������������������������������������
������������������������������������������������
���� ���� ����
���� ���� ��������
���� ����
����
���� �����
- 100 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
�����������������������������������������������
����� ��������������������
�
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
��������������������
� �
3.3 ��������� ����������������������������������������������
���������������������������������������������
��������������������������������������������
����������SMP����������ccNUMA� � ��������������������������������������������������������
� ���������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������� � ���������������
����������������������������
�
�������������������
� ���������������������������������������������
����������������������� ��� ��������������������
��������� ��������������������������������������
����������������������������������������������
������������������ �����������������������������
����������������������� ��� ��������
� ���������������������������������������������
������������������������� ������ ����������������
���������������������������������������������
����������������������������������������������
������������������������������������� �����������
�����������������������������������������������
����
�����������
����
����
����
����
���� ������������
- 101 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
������������������������������������������������
������������������������������������������
� ������������������������������������
���������������� ������������ ��� �������
��������� ��� ��������������������������������
������ ���� ��� �������������������������������
������ ��� �������
�������������� ��� ������������ ��� �����������
�����������������������������������������������
������������������ ��� ���������������������������
������������������������ �����������������������
�����������������������������������������������
��������
�
3.4 �����������������������������������������������������
����������������������������������
�����������������������������������������������
����������������������������������� ���� �����
��� = ��� + a * ��� ��� DAXPY ���������������������������������������������������DAXPY ��������� 8 byte ��������������������������� 3 x 8 / 2 = 12 Byte ������� 12 Byte/Flop ����������������������� Quad Core Opteron ��������������������������� 4 ����������������2.3GHz ��� Quad Core ������� 1 ���� 2.3G x 4 x 4 = 36.8G ���������������������������������� 10.6GB/s ��� 10.6 / 36.8 = 0.28 Byte/Flop ������������ DAXPY ������ 2.3% ����������������������������������������������������� CPU ������ 2.3%���������������������������������������������������������� 90%� ����������������DAXPY ����������������������������������������������
��������������������������������������������
����SMP ����������������������������������������������������������ccNUMA ����������������������SMP�������������������������������������������������
����������������������������������������������
���������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
��������������������������
- 102 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
4. �����������������������������������������������������������
������������������������������������������������
������������������������������������������������
���������������������������������������������
����������������������������������
� ���������������������������������������������
����������������������������������������������
���������������������������������������������
���
�
4.1 ���������� ���������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������
������
� ���������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
���������������������������������������������
����� ������������������������������������������
����������������������������������������������
������������������������������������������������
��������������
�
�������������������
� �����������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������� ������
����������� �������������������������������������
����
����
����
����
����
����
������ ������ ������
������
����
����
����
����
����
����
������ ������ ������
������
���� ����������
- 103 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
�������������������
� ���������������������������������������������
����������������������������������������������
������������������������������������������������
���������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������������� ��������������������������������
���������������������������������������������
�����������������������������������
�
4.2 �������� ����������������������������������������������
���������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������������������������������������
����������������������������������������������
���������������������
� ����������������������������������������������
����������������������������������������������
�������������������������������
�
�������������������
� � ���������������������������������������������
�������������������� ����������������������������� �
�����������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������
� ���������������������������������������������
���������������������������������������������
�������� ������� ������� ����������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
�������
�
�
- 104 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
4.3 ������ �����������������������������������������������
�������������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������
� ���� ����������� ������� ������������������������
���������� � �������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������
� �����������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
�������������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������������������������������������������
�������������������������� �����������������������
�����������������������������������������������
���� ������� ���������������������������������������
�������������� ����� ����������������������������
������������������������������������������� ���������
�������������������������������������
� ������������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������
�
�������������������
���������������������������������������������
������������������������������ ���� �����������������
����������������������������������������������
���������������������������������������������
����������������������������������������������
��������������������������������������������
�������������������������������������������������
���������������������������������������������
����������
- 105 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
5. ���� �������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������������������������������������
���������������������������������������
�
5.1 ��������� ���������������������������������������������
�����������������������������������������������
�������������������������������������������������
�������������������������������������� �� �����
���������������������������������������� ���� �������� �����
����������������� ����������������� ��������������������
������� ����������������������������������������
������� ��������� ���������������������������� ���������
���������� ��������� ���������������������������������
��������������������������������������� ��������� ����
�����������������������������������
� �
5.2 �������� ������������������������������������� ��������� ����
�������� ��������� �������� ���������������������������
�����������������������������������������������
���������������������
� ���������������������� ������������ �����������������
���������� �������������������������� � ���������
��������������������������������
�
�� �� �������
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000
Ban
dwid
th ( M
B/ s
)
Message Size (byte)
- 106 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
������� ������������ ������ ������ ��������������������
��������� ����������������������� ��� �������������
��������������������� �������������������������������
���������������������������� ��� ��������������
�����������������������������������������������
��������������������������������������������
���������������������������������������������
���������������������������� ��������������������������
��������������� ��� ������������������������ �������
��������� �������� �����������������������������������
� ������������������������������
�
�������������������
� ���������������������������������� �������������
����������� ����������������������������������
���������������������������������������������
�������������������������������� ���������������
����������������������������������������������
���������� ������� � �������������������������������
�
5.4 ������� ����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������� �������������������������������������������
� �
5.4.1�DMA������������� ������������������������������������������
DMA(Direct Memory Access)��������������������������������������� ����������������������������������������
� ��� �������������������������������������������
������������������������������������ ��� ������
�������������������������������������������������
���������������������������������� �����������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������������������������������������������
���������� ��� ���������������������������������
������������������������������������������������
- 107 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
���� ��� ���������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������
� ����������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������������
� ����������������������������������������������
����������������������������������������������
������������������������������������������������
�������������������������������� ��� ��������������
�������������������������������
�
�������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������������������������������������������
���� ��� ������������������������������������������
������������������������������������������������
����������������������������������������������
���
�
5.4.1��������������� ��� �������������������������������������
���������������������������������������������
�����������������������������������������������
������������������������������� ��� �������������
�����������������������������������������������
���������������������������������������������������
�����������������������������������������������
�������������������� ���� ���������������
����������������������������������������������
���������������������������� ��������������������
�������������������������������������������� � �
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
��������������� � �����������������������������
�
�
- 108 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
�������������������
���������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
���������������������������������������������
������������������������������������������������
���������������������������������������������
����������������������������������������������
���������� ���������������������������������������
������������������������������������
�
5.5 �������������������� �������������������������������������������
�������������������������� NAS Parallel Benchmarks� ��� �� ��� ��������������������������������������������
��������������� ��������������������������������������������
����������������������������������������������������������������
������������������� �� ��������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������� �� �������� �������� �������� ������������
������ ��������� ������ ����������������������������
��������������
�
�����NAS Parallel Benchmarks CG (class C)������
�
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1 2 4 8 16 32
Mop
s
1G10G
- 109 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008
-
�������������������
� ��������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
�����������������������������������������������
����������������������������������������������
����������������������������������������������
������������������������������������������������
�����
�
6. ������ �����������������������������������������������
����������������������������������
������������������������������������
�David A. Patterson , John L. Hennessy “Computer Architecture Fourth Edition: A Quantitative Approach” ����������������������������������������������
������������������� ����������������������������
������������������������������
Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne “Operating System Concepts 7th edition”
����������������������������������������������
������������������������������������������������
��������������������������������������������
������������
David E. Culler, Jaswinder Pal Singh, Anoop Gupta “Parallel Computer Architecture: A Hardware/Software Approach” ��������������������������������������������
������������
�
7. ������ ������������������������������������������������
������� ���� �������������������������������������
����������������������������������������������
�������������� ���������������� �������������������������
����������������������������������������������
�����������������������������������������������
���������������������������������������������
���������������������������������������
- 110 -スーパーコンピューティングニュース Vol. 9 No. Special Issue 1, 2008