ShenWei

ShenWei (кит. 申威) — семейство микропроцессоров, разработанных китайской компанией Jiāngnán Computing Lab (кит. 江南计算技术研究所) из Уси.

Микропроцессор ShenWei SW1600

ShenWei SW1600 — третье поколение процессоров компании Jiāngnán Computing Research Lab. Работая на тактовой частоте 1,1 ГГц, он достигает производительности на операциях с плавающей запятой в 140,8 GFLOPS. Содержит 16 ядер с архитектурой класса RISC. Создан в рамках совместного проекта Jiāngnán Computing Research Lab и «High Performance Server & Storage Technologies» (кит. 高效能服务器和存储技术). Изготовлен по технологии 65 нм. Производится в Шанхае, предположительно, компанией SMIC, S2 fab.

Характеристики ядра SW1600

• суперскалярный процессор с исполнением до 4 инструкций за такт;
• исполнительные устройства: два целочисленных, два для обработки чисел с плавающей запятой;
• целочисленный конвейер (pipeline) имеет 7 стадий, а конвейер плавающих чисел — 10 стадий;
• виртуальная адресация 43-битная, физическая адресация 40-битная;
  • Поддерживается виртуальное адресное пространство размером до 8 ТБ, физическое — 1 ТБ;
• кеш L1: 8 КБ для инструкций, 8 КБ для данных;
• кеш L2: 96 КБ, универсальный;
• 128-битная системная шина^[1].

История процессоров ShenWei

Серия процессоров ShenWei разрабатывалась в основном для военных применений в КНР. Есть мнение, что оригинальная архитектура основывалась на некоторых идеях процессоров DEC Alpha.^[2] По другой версии, использовались некоторые идеи архитектуры SPARC.

ShenWei SW-1

• первое поколение ShenWei, 2006 год;
• кристалл содержит одно ядро;
• тактовая частота — 900 МГц;
• техпроцесс — 130 нм, SMIC.

ShenWei SW-2

• второе поколение ShenWei, 2008 год;
• кристалл содержит два ядра;
• тактовая частота — 1,4 ГГц;
• техпроцесс — 130 нм, SMIC;
• тепловыделение — до 70-100 Вт.

ShenWei SW-3

• третье поколение ShenWei, 2010 год;
• 64-битная архитектура;
• 16-ядерный чип^[3];
• тактовая частота — 975—1200 МГц;
• техпроцесс — 65 нм;
• общая^{[уточнить]} производительность чипа при вычислениях с плавающей запятой — 140,8 GFLOPS на частоте 1,1 ГГц;
  • производительность одного ядра — 8 операций над числами с плавающей запятой за 1 такт^[4];
• контроллер оперативной памяти:
  • максимальный объем — 16 ГБ;
  • пиковая пропускная способность — 68 ГБ/с;
  • четыре канала;
  • 128-битный DDR3.

Суперкомпьютер Sunway BlueLight MPP

Sunway BlueLight MPP
Активность	с сентября 2011
Операторы	Technology Department (кит. 科技部) программы 863
Местонахождение	Национальный суперкомпьютерный центр, Цзинань, кит. 国家超算济南中心
Архитектура	8575 процессоров SW1600 (975 МГц)
Мощность	~1МВт
Пространство	2 ПБ
Оперативная память	150 ТБ
Производительность	1,07 петафлопс (сентябрь 2011 года)
Рэнкинг	TOP500: #14 (ноябрь 2011)[5] TOP100 Китая: 2 (2011)[6] Green500 #39 (2011)[7]

Массивно-параллельный (Massively parallel, MPP) суперкомпьютер Sunway BlueLight (кит. 神威蓝光) полностью разработан в КНР и использует микропроцессоры SW1600 (SW-3). Является первым китайским суперкомпьютером с производительностью петафлопсного диапазона, изготовленным на базе разработанных в Китае микропроцессоров^[8][9]. Занимает 14 место в рейтинге TOP500 суперкомпьютеров в мире (ноябрь 2011)^[5] , 2 место в рейтинге Top100 суперкомпьютеров КНР 2011 года^[6][10] и 39 место в рейтинге Green500 (11/2011)^[7]. Комплекс введен в строй в сентябре 2011 года и установлен в Национальном суперкомпьютерном центре в Цзинань (National Supercomputing Jǐnán Center, кит. 国家超算济南中心). Разработан в National Parallel Computer Engineering Technology Research Center (кит. 国家并行计算机工程技术研究中心) и поддерживается Technology Department (кит. 科技部) проекта 863.

Состоит конструктивно из 9 стоек, 8704 процессоров ShenWei SW1600 (975 МГц^[6]), сгруппированных в 34 суперузла (Super Nodes). Каждый суперузел состоит из 256 вычислительных узлов. В стойке — 4 суперузла. В каждом RackUnit установлено 4 процессорные платы, по 2 процессора на каждой.^[11][12]

Общий объём оперативной памяти 150 ТБ, внешней памяти 2 ПБ. Пиковая производительность при использовании 8575 процессоров на частоте 975 МГц составила 1,07016 PFLOPS, производительность на тесте LINPACK 795,9 TFLOPS (эффективность 74,37 %).^[6] Энергопотребление 1074 кВт (1 МВт). Использует исключительно водяное охлаждение.^[13]

Сетевая подсистема построена на базе InfiniBand QDR, топология Fat tree. Используются оптические кабели и коммутаторы на 256 и 324 портов. Пропускная способность каждого соединения 80 Gbps, суммарная — 8,7 Tbps; латентность порядка 2 мкс.

Примечания

1. ↑ Hung-Sheng Tsao SW1600 and Alpha 21164. LaoTsao's Weblog (29 октября 2011). Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012. Проверено 29 октября 2011.
2. ↑ hswz Jiangnan Computing Lab's Civilian CPU Debut - SW-1. bbs.lemote.com (4 мая 2009). Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012. Проверено 31 октября 2011.
3. ↑ www.prace-project.eu/IMG/pdf/d8.4_1ip.pdf page 42
4. ↑ Andreas Stiller, About TLAs and IPOs // TOP500 whispers, 2012-02-15: "Currently, 8 flops/clock/core – Sandy Bridge, Power7, SPARC, VIII8fx, Bluegene/Q, ShenWei "
5. ↑ ^{1 2} http://top500.org/list/2011/11/100 TOP500 List — November 2011 (1-100)
6. ↑ ^{1 2 3 4} 洪钊峰 2011 China HPC Top100 Ranking. it168 (27 октября 2011). Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012. Проверено 30 октября 2011.
7. ↑ ^{1 2} http://www.green500.org/lists/2011/11/top/list.php?from=1&to=100 The Green500 List — November 2011
8. ↑ JOHN MARKOFF, The New York Times. «China Has Homemade Supercomputer Gain.» October 28, 2011. Retrieved November 7, 2011.
9. ↑ Cade Metz, WIRED. «China Builds World-Class Supercomputer Sans Intel, AMD.» October 31, 2011. Retrieved November 7, 2011.
10. ↑ http://www.samss.org.cn/sites/shuxue/pcC.jsp?contentId=2631939227926 2011年中国高性能计算机性能TOP100排行榜
11. ↑ SUNWAY BlueLight MPP 神威蓝光 | LaoTsao’s Weblog (老曹的網路記)
12. ↑ HPCwire: China’s Indigenous Supercomputing Strategy Bears First Fruit
13. ↑ xiongxuehui 国产CPU再掀热潮 揭秘神威蓝光来龙去脉. pconline (29 октября 2011). Архивировано из первоисточника 2 сентября 2012. Проверено 29 октября 2011.

Ссылки

• Сделано в Китае: новый суперкомпьютер Поднебесной использует собственные чипы // 3DNews, 31.10.2011  (рус.)
• Слайд из презентации с описанием микропроцессора SW1600  (кит.)

Для улучшения этой статьи желательно?: Добавить иллюстрации.