Hardware

Grundlegende Einheit des SPP-Rechners ist der Hypernode. Wesentliche Komponenten eines Hypernodes sind:

• 8 Prozessoren vom Typ HP-PA 7100,
• Hauptspeicher bis zu 2 GB, über Crossbar allen CPUs gemeinsam,
• Verbindungs-Hardware (CTI-Ring) zur Kommunikation mit anderen Nodes
• I/O-Subsystem für externe Geräte
• Kohärente Caches auf allen Ebenen

Bis zu 16 Hypernodes (128 CPUs) können über die CTI-Ringe zu einem System zusammengeschlossen werden.

Im Bild:

Technische Daten:

Prozessor HP-PA 7100 / 100 MHz

Prozessor-Cache 1 MB Daten / 1 MB Instruktionen

5x5-Crossbar 5 x 250 MB/s

4fach CTI-Ring 4 x 600 MB/s

I/O-System 250 MB/s, 4xSBus

Konfiguration des SPP-Systems am RZ (hydra):

Der Prozessor HP-PA 7100 kann in einem Takt eine Addition und eine Multiplikation gleichzeitig durchführen, die theoretische Peak-Performance ist daher 200 MFLOPS.

Instruktions- und Daten-Cache sind jeweils 1MB groß. Die Caches sind ``direct mapped'', d.h. eine Speicher-Adresse wird einer Cache-Adresse zugeordnet, indem einfach die höheren Adressbits weggelassen werden. Dies kann bei ungünstigem Daten-Layout dazu führen, daß sich zwei benötigte Arrays jeweils gegenseitig aus dem Cache verdrängen (``Cache-Thrashing''), was zu einem drastischen Geschwindigkeitsverlust führen kann. Abhilfe schafft das Einführen eines Hilfsfelds, das den Abstand zwischen beiden Arrays vergrößert, wie etwa in folgendem Beispiel:

Der Speicher in einem SPP-System ist mehrstufig hierarchisch organisiert, mit verschiedenen Zugriffsmöglichkeiten und -Geschwindigkeiten auf den verschiedenen Ebenen:

Speichertyp Zugriff Latenzzeit

prozessor cache CPU 10 ns

node private Hypernode 500 ns

CTI cache Hypernode 500 ns

global alle 2000 ns