Transcript งานนำเสนอวิชาสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

งานนาเสนอวิชา 322 162
Introduction to Computer Organization and
Architecture
เรื่อง InfiniBand
InfiniBand
InfiniBand เป็ นพัฒนาการด้ าน ไอโอ ที่เน้ นตลาดของเครื่ องเซิร์ฟเวอร์
สมรรถนะสูง InfiniBand รุ่นแรกถูกเผยแพร่ออกมาในราวต้ นปี พ.ศ.2544 ซึง่ ได้ รับ
ความสนใจเป็ นอย่างมาก มาตรฐานนี ้ได้ ให้ ข้อกาหนดเกี่ยวกับการไหลเวียนของข้ อมูล
ระหว่างโปรเซสเซอร์ กบั อุปกรณ์ไอโอชาญ-ฉลาด InfiniBand มีเป้าหมายที่จะนามา
ทดแทนระบบ PCI (Peripheral Component Interface: PCI)
ซึง่ ก่อนหน้ านี ้ในปี พ.ศ.2542 ได้ มีการรวมกลุม่ กันเกิดเป็ นสมาคม
การค้ า อินฟิ นิแบนด์ (IBTA: InfiniBand Trade Association)
โดยมีสมาชิคเป็ นบริษัทชันน
้ า อย่าง IBM Intel Mellanox QLogic
Sun และ Voltaice รวมถึงบริษัทชันน
้ าอื่นๆอีก
โครงสร้ างของ InfiniBand
InfiniBand ไม่จาเป็ นต้ องมีสว่ นติดต่อไอโอพื ้นฐานติดตังอยู
้ ่ในเครื่ องเซิร์ฟเวอร์
เครื่ องเซิร์ฟเวอร์ สามารถติดต่อกับอุปกรณ์บนั ทึกข้ อมูลภายนอก อุปกรณ์ระบบ
เครื อข่าย และเชื่อมต่อระหว่างเซิร์ฟเวอร์ ด้วยกัน โดยการเชื่อมต่ออุปกรณ์ทงหมด
ั้
เข้ ากับสวิตช์สื่อสารโดยตรง การถอดอุปกรณ์ไอโอออกจากเครื่ องเซิร์ฟเวอร์ ช่วยให้
เพิ่มจานวนเซิร์ฟเวอร์ ได้ มากขึ ้น และช่วยให้ การจัดตังศู
้ นย์ข่าวสารสนเทศมีความ
อ่อนตัว และสามารถขยายตัวได้ ง่าย เนื่องจากอุปกรณ์ใดๆที่ต้องการจะเป็ นอิสระ
จากอุปกรณ์ที่มีอยู่แล้ ว และสามารถเพิ่มเติมได้ เมื่อต้ องการ
PCI >>Vs<< InfiniBand
สถาปั ตยกรรม PCI จะวางอุปกรณ์หา่ งจากซีพียู ได้ เป็ นระยะห่าง
เพียงไม่กี่เซนติเมตร แต่ช่องสื่อสารของ InfiniBand อนุญาตให้ วาง
อุปกรณ์ไอโอต่างๆ ห่างจากซีพียไู ด้ ไกล 17 เมตรด้ วยสายทองแดง ไปได้
ไกล 300 เมตรเมื่อใช้ Multimode optical fiber ไปได้ ไกลถึง
10 กิโลเมตร เมื่อใช้ single-mode optical fiber อัตราการถ่ายเท
ข้ อมูลสูงสุดนันมากถึ
้
ง 30 Gbps (พันล้ านบิตต่อวินาที)
this device may also be used for InfiniBand optical links at 12× width, operating at
2.5 Gb/s per channel
http://www.research.ibm.com/journal/rd/494/benner.html
ส่ วนประกอบหลักของสถาปั ตยกรรมแบบ InfiniBand
Host channel adapter (HCA): แทนที่ช่อง (slot) สาหรับเชื่อมต่อข้ อมูลแบบ ที่ใช้ ใน PCI
: The integrated switch is configured for dual 4× mode, providing two 10-Gbps ports to the fabric
HCA application
Target channel adapter (TCA): ใช้ สาหรับเชื่อมต่อกับอุปกรณ์
บันทึกข้ อมูล Router และอุปกรณ์ตอ่ พ่วงอื่นๆ
: The processor can implement a choice of RDMA based storage protocols (SCSI RDMA, DAFS).
Storage TCA application with a SCSI or RAID controller
InfiniBand switch: เป็ นสวิตช์ที่มีการเชื่อมต่อทางกายภาพ
แบบ จุด ต่อ จุด ไปยังอุปกรณ์ตา่ งๆ และทาหน้ าที่สลับสายสัญญาณ
จากสายสื่อสารเส้ นหนึง่ ไปยัง สายสื่อสารอีกเส้ นหนึง่
Microway FasTree™ 72 port InfiniBand Switch
http://www.microway.com/press-releases/press_fastree_exhibit.html
Links: เป็ นการเชื่อมต่อระหว่างสวิตช์และส่วนติดต่อ หรื อระหว่างสวิตช์ด้วยกันเอง
Subnet: Subnet ประกอบด้ วย สวิตช์ตงแต่
ั ้ 1 ตัวขึ ้นไปที่เชื่อมต่อเข้ าด้ วยกัน
และมี links ที่เชื่อมต่อสวิตช์เข้ ากับอุปกรณ์ ต่างๆ
Router: เป็ นอุปกรณ์ที่ใช้ เชื่อมต่อ InfiniBand และ Subnet เข้ าด้ วยกัน
หรื อเชื่อมต่อ InfiniBand สวิตช์ เข้ ากับระบบเครื อข่าย
เช่น ระบบเครื อข่าย LAN, WAN, หรื อ Storage area network
ส่วนเชื่อมต่อของช่องสื่อสาร (channel adapter) เป็ นอุปกรณ์ที่มีความ
ชาญฉลาดที่สามารถทางานเกี่ยวกับไอโอได้ โดยไม่ต้องขัดจังหวะการทางาน
ของเครื่ องเซิร์ฟเวอร์
InfiniBridge channel adapter architecture
InfiniBand สวิตช์ จะเปิ ดช่องสื่อสารระหว่างโปรเซสเซอร์ และ
อุปกรณ์ตา่ งๆขึ ้นมาเป็ นการชัว่ คราวเพื่อสื่อสารระหว่างกัน
การทางานของ InfiniBand
จากภาพ แสดงให้ เห็นโครงสร้ างทางตรรกะ ที่นามาใช้ ในการสนับสนุนการแลกเปลี่ยนข้ อมูล
ผ่าน InfiniBand สวิตช์
ตารางแสดง การเชื่อมโยง InfiniBand และการส่งผ่านข้ อมูล
Link
Signal rate
(unidirectional)
Usable capacity (80% of
signal rate)
Effective data throughput
(send receive)
1-wide
2.5 Gbps
2 Gbps (250 MBps)
(250 250)MBps
4-wide
10 Gbps
8 Gbps (1 Gbps)
(1 1)Gbps
12-wide
30 Gbps
24 Gbps (3 Gbps)
(3 3)Gbps
Link
1-wide
4-wide
12-wide
Signal rate
(unidirectional)
2.5 Gbps
10 Gbps
30 Gbps
Usable capacity (80%
of signal rate)
2 Gbps (250 MBps)
8 Gbps (1 Gbps)
24 Gbps (3 Gbps)
Effective data throughput
(send receive)
(250 250)MBps
(1 1)Gbps
(3 3)Gbps
จากตารางยังแสดงให้ เห็นว่ าสถาปั ตยกรรมแบบเป็ นชัน้ ๆนีแ้ บ่ งออกได้ เป็ นสี่ระดับคือ
Physical: ชันสื
้ ่อสารกายภาพ กาหนดความเร็วในการเชื่อมต่อ 3 ระดับ (1x, 4x, และ 12 x)
Link: ชันสื
้ ่อสารนี ้กาหนดโครงสร้ างพื ้นฐานของแพ็คเกจ ที่ใช้ ในการแลกเปลี่ยนข้ อมูล
รวมทังวิ
้ ธีการกาหนดหมายเลขที่อยู่ที่เป็ นหมายเลขเฉพาะให้ กบั อุปกรณ์ทกุ ตัวใน subnet
Network: ชันสื
้ ่อสารเครื อข่าย จัดหาเส้ นทางการสื่อสารสาหรับแพ็คเกจ
ระหว่าง InfiniBand subnet ต่างๆ กัน
Transport: ชันสื
้ ่อสารนาส่งข้ อมูล สนับสนุนกลไกในการเพิ่มความเชื่อถือได้ ของการส่งข้ อมูล
จากผู้สง่ ไปยังผู้รับข้ อมูล (end-to-end transfer) ผ่านอย่างน้ อย หนึง่ subnet
ภาคผนวก
สิ นค้า+อุปกรณ ์ InfiniBand
Cisco SFS 7012P InfiniBand Server Switch
Cisco SFS 7000P InfiniBand Server Switch
Cisco SFS 7024D InfiniBand Server Switch
Cisco SFS 7008P InfiniBand Server Switch
ตัวอย่ างการนา InfiniBand มาประยุกต์ ใช้ งาน
ผศ. ดร.สัล
จบการนาเสนอ
ผู้จัดทา
นายพงศกร
ช่ างทอง รหัส 513021259-9
นางสาวพนิตตา โนนสูงเนิน รหัส 513021260-4
นางสาวมรกต
ภูทองบ่ อ รหัส 513021261-2
สาขาเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร (ภาคปกติ) Sec. 01