Angara (interconexión)

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Angara es una red informática conmutada  tolerante a fallas de alta velocidad que se utiliza en computación de alto rendimiento con un gran ancho de banda y un bajo retardo de transmisión/recepción de paquetes. Se utiliza en conmutadores de alto rendimiento y para la conexión directa de nodos de cómputo de supercomputadoras [1] . Los controladores ( adaptador de bus host ) y los conmutadores de red de Angara se diseñan y fabrican en NICEVT [2] [3] , que forma parte del holding Ruselectronics .

Como red de comunicaciones para clústeres , Angara compite con los estándares Ethernet e InfiniBand , así como con tecnologías propietarias como Cray e IBM . Rendimiento: 75 Gb/s (7,5 GB/s) [4] .

Descripción

La red de comunicación tolerante a fallas de alta velocidad de Angara (serie EC843X) tiene una topología de "toroide multidimensional" y se basa en el VLSI ruso. La red de Angara es compatible con plataformas informáticas disponibles comercialmente basadas en procesadores con arquitecturas x86 , ARM y Elbrus , así como con aceleradores de hardware basados ​​en GPU y FPGA .

La plataforma informática de alto rendimiento de Angara es un elemento básico para construir supercomputadoras y clústeres de computación escalables y eficientes energéticamente con una alta densidad de empaquetamiento. Las plataformas de la serie EC1740.000x se han desarrollado y producido en masa en las instalaciones de producción de NICEVT JSC. Las soluciones técnicas y tecnológicas utilizadas en el desarrollo de la plataforma brindan un alto rendimiento real, confiabilidad y tolerancia a fallas del sistema de cómputo.

Características clave de la red de Angara:

• Topología de red: toroide 1D—4D
• adaptador VLSI
• Hasta 8 canales de comunicación con nodos vecinos
• Acceso directo a memoria de host remoto ( RDMA )
• Soporte multinúcleo
• Transferencia de paquetes adaptable
• Latencia en ping-pong MPI: 0,85/1,54 µs ( x86 / Elbrus-8C )
• Retardo de salto: 130 ns
• Escalado: hasta 32k nodos
• Consumo de energía: hasta 20 W
• varios medios fisicos

Opciones de ejecución:

1. Solución de alto rendimiento basada en adaptador FHFL y cable Samtec HDLSP
2. Solución todo en uno basada en conmutador de 24 puertos, adaptador de bajo perfil y cable CXP
3. Solución personalizada basada en backplane y cables ópticos

Características de VLSI ES8430:

• Proceso GP de TSMC de 65 nm
• Tamaño del cristal 13×10,5 mm
• Número de transistores 180 millones
• Frecuencia 500 MHz
• TDP 36W
• Interfaces:
  • GEN II PCI-E x16 (5,0 Gb/s por línea, 80 Gb/s por conexión)
  • Enlaces x8 (1-12 líneas/enlace 3,125-6,25 Gb/s por línea, máx. 75 Gb/s por enlace en cada dirección, máx. 600 Gb/s en total)
  • DDR3 SDRAM 8,5 GB/s (72 bits, 1066 MT/s)
• Fuente de alimentación:
  • SerDes 1,0 V ± 5 %
  • Núcleo 1.0V ± 5%
  • E/S 2,5 V ± 10 %
• Rango de temperatura 0-70 °C
• Paquete FCBGA-1521 40x40 mm

Topología y conexiones

Rendimiento

Angara ES8430

• conexión: 75 Gb/s (7,5 Gb/s) [4]
• agregado: 1,2 Tbit/s (120 GB/s) [4]

Protocolos y APIs

Historia

La primera generación de Angara se lanzó en 2016, cuando United Instrumentation Corporation , que forma parte de Rostec, desarrolló un adaptador de red diseñado para conectar clústeres informáticos. El adaptador era una placa con una interfaz PCI Express x16, equipada con un circuito integrado muy grande (VLSI). [5]

En 2018, Ruselectronics presentó la segunda generación de la red, en la que la velocidad de transferencia de datos entre las computadoras conectadas se triplicó en comparación con la primera generación. [6]

Aplicación

Instituto Mixto de Altas Temperaturas RAS :

• Supercomputadora "Desmos" de 32 nodos de computación híbridos (CPU + GPU). Red Angara en configuración toroide 4D 4x2x2x2. El rendimiento general de la supercomputadora es de 52,24 Tflop/s [7]
• Supercomputadora "Fischer" de 24 nodos de cómputo. Los nodos están conectados por la red de comunicación de Angara en versión switch. El rendimiento máximo es de 13,5 Tflop/s [8]

Centro de Investigación de Computación Electrónica [9] :

• Cluster "Angara-K1" de 36 nodos de cómputo, los cuales están unidos por la red Angara con la topología 3D torus 4×3×3. Rendimiento máximo del clúster: 6,998 Tflop/s [10]

Instituto de Investigación de Ingeniería de Instrumentos de Omsk y Empresa Promobit (BITBLAZE):

• Sistemas de almacenamiento de datos basados ​​en procesadores Elbrus utilizando la red Angara [11]

Véase también

• RoCE
• iWARP
• RapidIO
• Ruta omnidireccional
• InfiniBand

Notas

1. ↑ PaVT 2016: red de alta velocidad de Angara para supercomputadoras y clústeres, fabricado en Rusia/ServerNews . Consultado el 21 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2019. (indefinido)
2. ↑ Copia archivada . Consultado el 22 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 13 de septiembre de 2019. (indefinido)
3. ↑ Copia archivada (enlace no disponible) . Consultado el 21 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2019. (indefinido) 
4. ↑ 1 2 3 http://2013.nscf.ru/TesisAll/Section%201/12_2761_SimonovAS_S1.pdf  (enlace inaccesible) Archivado el 19 de julio de 2020.
5. ↑ Roselectronics comenzó las entregas de adaptadores de comunicación Angara - Rambler / Finance
6. ↑ Rusia ha desarrollado un "sistema para crear supercomputadoras en casa" - CNews . Consultado el 21 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 2 de septiembre de 2019. (indefinido)
7. ↑ Top50 | supercomputadoras _ Consultado el 22 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2019. (indefinido)
8. ↑ NICEVT y Skyrus crearon la supercomputadora modular Fisher para la Academia Rusa de Ciencias/ServerNews . Consultado el 22 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2019. (indefinido)
9. ↑ Guía del usuario del clúster Angara-K1 . Consultado el 22 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2019. (indefinido)
10. ↑ Copia archivada . Consultado el 22 de septiembre de 2019. Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2019. (indefinido)
11. ↑ Maxim KOPOSOV, Promobit: "El Elbrus ruso a una velocidad de reloj más baja puede lograr el mismo rendimiento que un procesador Intel a una más alta" . Consultado el 24 de octubre de 2020. Archivado desde el original el 22 de octubre de 2020. (indefinido)

Buses e interfaces de computadora
Conceptos básicos	bus de direcciones Bus de datos autobús de control anchos de banda
Procesadores	BSB FSB DMI hipertransporte IPC
Interno	S-100 AGP EISA ES UN LPC MBús ACM Enlace NV NuBus PCI PCIe PCI-X Q autobús SBus SMBus VLB autobús XT Zorro II Zorro III
portátiles	tarjetas Express MXM Tarjeta PC
Unidades	ST-506 ESDI ATA eSATA canal de fibra hippy NVMe S.A.S. sata SCSI SATA expreso
Periferia	1 cable adb I²C IEEE 1284 (LPT) IEEE 1394 (FireWire) PS/2 UART ( RS-232 , RS-485 ) SPI USB puerto de juegos
Gestión de equipos	IEEE-488 VXI AUTOBÚS RÁPIDO CAMAC Serie CAMAC alambre espacial
Universal	multibus futuro autobús InfiniBand Ruta omnidireccional QuickRing LME RapidIO autobús VME Rayo (Pico de luz) IEEE1355 Angara
Interfaces de vídeo	vga DVI puerto de visualización HDMI Rayo USB4
Sistemas embebidos	bus multipunto Espoleta AMBÁ