Dr. Christian Lantwin, Product Marketing Manager NEC ESS 1 Die SX-Series: Eine Erfolgsstory mit...

1Dr. Christian Lantwin, Product Marketing ManagerNEC ESS

Die SX-Series: Eine Erfolgsstory mit Fortsetzung

2European Supercomputer SystemsEuropean Supercomputer Systems

Was bisher geschah:

Ende 1994 wird die SX-4 als erste CMOS Implementierung eines PVP Supercomputers angekündigt

Alle Welt glaubte, daß die Zukunft Architekturen mit Standardkomponenten gehören wird


Heute:

Die SX-4 ist mit ca. 120 Installationen mit mehr als 900 CPUs die erfolgreichste Maschine ihrer Art

PVP ist wieder auf Erfolgskurs höchste Effizienz in Anwendungen zukunftsträchtige Technologiebasis ausgewogenes, weil maßgeschneidertes

Konzept


Effizienz & Leistung

Die SX-4 demonstriert in Anwendungen bis zu 80 % und mehr Leistung im Parallelbetrieb

Grundlagen ausgewogene Architektur konsequente Implementierung


Memory PerformanceSTREAM Memory Bandwidth --- John D. McCalpin, [email protected] to Sat Jun 14 09:17:22 PDT 1997

All results are in MB/s --- 1 MB=10^6 B, *not* 2^20 B

------------------------------------------------------------------Machine ID ncpus COPY SCALE ADD TRIAD------------------------------------------------------------------NEC_SX_4 32 434784.0 432886.0 437358.0 436954.0

NEC_SX_4 16 247440.0 247343.0 250262.0 250231.0NEC_SX_4 8 126084.0 126084.0 126725.0 126724.0NEC_SX_4 4 63537.0 63536.0 63694.0 63692.0NEC_SX_4 2 31887.0 31886.0 31925.0 31925.0NEC_SX_4 1 15983.0 15984.0 15989.0 15898.0

Cray_T932_321024-3E 32 310721.0 302182.0 359841.0 359270.0Cray_T932_321024-3E 16 160263.0 154880.0 193335.0 194562.0Cray_T932_321024-3E 1 10653.0 10221.0 13014.0 13682.0

Cray_J932 32 19007.0 18944.1 19993.9 18870.4Cray_J932 16 16298.2 15851.5 15657.6 14995.9Cray_J932 1 1433.6 1408.6 1260.8 1270.0

SGI_Origin_2000_2 2 351.0 365.0 392.0 413.0


Streams Benchmark TRIAD

1 24

816

32

J90

T90

SX-4

15898 3192563692

126724

250231

436954

13682 26117 5071899343

194562

350270

1270 2527.6 4657.6 8941.3 14995.9 18870.4

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

MB/s

# CPU

Streams Benchmark: TRIAD

J90

T90

SX-4


Die Skalierungsperspektive

Mit der SX-4 ist der leistungsfähigste Clusteransatz verwirklicht 5 Standorte weltweit nutzen erfolgreich

MultiNode Systeme mit bis zu 128 Vektor-CPUs

Teraflopscomputing auf Vektorbasis ist reale Option


Und in Zukunft...

„Vector Supercomputing has always offered the ultimate in processor performance“SGI Website, 16. Juni 1998

aber auch:„A Supercomputer is a high performance memory with a fast CPU attached“sinngemäß S. Cray


Per

form

ance

Leistungscharakteristik von Vektor und Skalarprozessoren

Data Size

Applications

Applications

Vector Processing

Scalar Processing

Cache Size Limitation

Warum eigentlich Vektor?Warum eigentlich Vektor?


The System You Have Heard About


Welcomes You to the Futureof High Performance Supercomputing


Das ProduktDie logische Fortführung der SX-4 SeriesSetzt Renaissance des PVP Markets fort

Anwender wählen PVP, weil sie JETZT funktionieren

SX Systeme machen PVP Technologie erschwinglich

Bietet eine brauchbare, flexible Architektur Single Node Shared Memory Modell Multi Node Distributed Memory Modell


SpezifikationenSingle Node

Bis zu 128 GFLOPSaus 16 x 8 GFLOPS Prozessoren

Bis zu 128 GBytes Shared Main Memory

Multi Node Bis zu 4 TFLOPS Bis zu 32 Nodes über SX-5 IXS Bis zu 512 Processors Bis zu 4 Tbyte Hauptspeicher


CMOS VLSI Technologie0.25 Micron mit 5 Layern

Commodity, High Yield Geometry Wirtschaftliche Herstellung

64 Mbit SDRAM Memory Chips kostengünstige High-end Standardkomponenten Leistungsfähigkeit durch sehr hohe Bankzahl


Packaging TechnologiesChip Size Package

25 mm sq 1600+ Pinouts 0.5 mm grid

Multi Chip Package 225 mm sq 11,000+ Pinouts 32 Layers


Single Node Processor MAX 16 CPUs

XMU

MA

IN

ST

OR

AG

E

SRCACHE

MASK

VR

MASK

MULT

ADD/SHIFT

16 units

LOAD&

STORE

DIVIDE

IOP

SCALAR

UNITEXECUTION

LOGICAL


Vector Einheit: ArchitekturMultiple parallele Vektor Pipelines64 SX-4 kompatible Pipelines

Add-Shift x 16 Multiply x 16 Logical x 16 Divide x 16

Jede Instruktion nutzt 16 Pipelines Automatische Hardware Parallelität

Piplines arbeiten unabhängig voneinander


Pro Processor8 GFLOPS Peak Vector500 MFLOPS Peak Scalar

Mehr als 2 X SX-4 Series skalaren Durchsatz

• Weniger Konflikte der Skalareinheit

• Extra Load Path

• Double Issue Rate

64 GB / sec Speicherbandbreite


Memory ArchitectureVoller Non-blocking CrossbarSingle Node

128 GB Kapazität 1 TB/s Bandbreite 1 CPU auf 2 MMU Einheiten

• Jede MMU Einheit hat 4 GB,1K Banks, 32 Gbytes/sec• 64 Gbytes/second verfügbar für jede CPU

Die höchste im Markt verfügbare Speicherleistung !


Streams Benchmark TRIAD

63592 127700254768

506896

1000924

13682 26117 50718 99343 194562

1270 2527.6 4657.6 8941.3 14995.90

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

MB/s

1 2 4 8 16

J90

T90

SX-5

#CPUs

Streams Triad

(SX-5 Werte extrapoliert)


The Single NodeSDRAM technology32,768 64-bit banks32 4-GB cards32 GB/s per card

IOPIOP

16 x 8 GFVector Processors

3.15 GB/s x 4 IOPs

1 CPU : 2 MMU(64 GB/s)


Multi Node SpezifikationenMaximal 512 Prozessoren

16 Prozessoren per Node Maximum 32 Node Maximum

Maximal 4 TB HauptspeicherIXS Internode Crossbar

256 GB/s Gesamzbandbreite 8 GB/s Bandbreite Node zu Node


.......

Max.16 CPU

....

éÂãLâØ

CPU CPU CPU

MM

••••

....

éÂãLâØ

CPU CPU CPU

MM

••••

....

éÂãLâØ

CPU CPU CPU

IXS Internode Crossbar

The Multi Node

8 GB/s x 2

IOPMM

IOP••••IOPIOP IOP IOP

MMIOP

••••IOPIOP IOP IOP

MMIOP

••••IOPIOP IOP

Node #1 Node #2 Node #32

MM


Japanische Konzepte haben Zukunft

*

*Aber Effizienz ist ein Muß!

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