Tianhe-2(Milky Way-2) 슈퍼컴 시스템 분석 – 패브릭 & Frontend

이번에는 지난 회의 Tianhe-2의 시스템 일반과 계산노드 및 전체적인 시스템 구성에 이어 Frontend 시스템 및 패브릭 솔류션에 대해서 살펴 보겠습니다. 지난 글은 아래 링크에서 참조 하시면 됩니다.

1. 1위 슈퍼컴, Tianhe-2(Milky Way-2) 시스템 분석
2. Tianhe-2(Milky Way-2) 슈퍼컴 시스템 분석 – 계산노드

Frontend 프로세서 - FT-1500

Tianhe-2는 컴퓨팅 노드와 함께 4096개의 갤럭시 FT-1500 CPU로 이루어진 Frontend(전처리) 시스템이 있습니다. FT-1500프로세서는 NUDT에서 자체적으로 개발하고 제작한 FeiTeng 계열의 CPU입니다. 이 프로세서는 SparcV9 프로세서 기반의 16개 코어가 들어있으며 각 코어는 4개의 스레드를 지원합니다. 40nm 반도체 공정기술을 사용하였으며 1.8GHz 의 속도로 부동소수점 성능은 144GFlops입니다. 이 시스템의 성능은 Linpack성능에는 포함되지 않았습니다. 평균 65W 의 전력을 소비하며, 이전 Tianhe-1A에서 사용된 FT-1000보다 코어수, 클럭, 공정기술등에서 커다란 발전을 이룬 칩입니다. 아직은 몇세대 전의 반도체 공정 기술을 사용했지만 자체적으로 설계 제작하여 실제로 적용을 하였다는 점에서 커다란 의미가 있다고 봅니다. 반도체 기술만 얻게 된다면 더욱 더 뛰어난 상용 프로세서도 가능하리라 생각됩니다.

Tianhe-2 Frontend processor, FT-1500

패브릭(Fabric) 솔류션

Milky Way-2(은하-2)에서는 TH Express-2라는 자체 기술의 고속 인터커넥터 네트웍을 사용합니다. 정확한 의미는 알려지지 않았지만 광과 전자를 혼합 사용하는 방식이라고 하며 네트웍 토폴리지는 Fat-Tree 토폴리지입니다. 160Gbps의 양방향 전송속도를 보입니다. 576포트를 지원하는 13개의 스위치로 구성되어 있습니다. 네트웍 프로토콜 역시 자체 개발한 것이라 합니다. 라우터 칩(NRC)과 NIC칩도 직접 제작을 하였습니다.

Tianhe-2 Fabric 솔류션

NRC(Network Router Chip) 하나의 전송속도는 2.56 Tbps입니다. 칩에 대한 규격은 아래 그림과 같습니다. MPI를 통한 Broadcast operation은 6.35GB/s로 동작 합니다. 12,000노드에서 1K 데이터의 레이턴시는 약 9us로 측정된다고 합니다.

Tianhe-2 NRC, NIC

지금까지 몇 회에 걸처 Tianhe-2의 시스템에 대해서 알아보았습니다. 다음 회에서는 소프트웨어적인 부분을 살펴보도록 하겠습니다.

참조
Deep detail on the full scope of the Tianhe-2