NEC SX

Серия SX (или архитектура SX) — семейство векторных суперкомпьютеров, которые разрабатываются, производятся и продаются японской компанией NEC. С момента выхода в апреле 1983 года первых моделей серии — SX-1 и SX-2 — было выпущено несколько поколений этой архитектуры. С SX-1 и SX-2 в начале 80-х компания NEC вошла на мировой рынок суперкомпьютеров, где в это время безраздельно правили две американские компании - Control Data и Cray Research. Годом ранее свои суперкомпьютеры представили две другие японские компании - Hitachi и Fujitsu. С конца 1990-х годов суперкомпьютеры серии SX являются одними из самых мощных среди векторных суперкомпьютеров. Несколько лет, начиная с 2001 года, компания Cray по соглашению с NEC продавала суперкомпьютеры SX-5 и SX-6 эксклюзивно на территории США и неэксклюзивно — по всему миру.

Стойка SX-5 на выставке в Австралийском технологическом парке

За свой вклад в разработку архитектуры SX инженер Тадаси Ватанабэ (Tadashi Watanabe) был награждён Премией Эккерта — Мокли («Eckert–Mauchly Award») в 1998 году и Премией Сеймура Крэя («Seymour Cray Computer Engineering Award^[англ.]») в 2006 году.^[1]

Системы серии SX

Серия SX была представлена в апреле 1983 сразу двумя моделями — SX-1 и SX-2. Модель SX-2 была первым в мире супекомпьютером, преодолевшим барьер вычислительной мощности 1 Гфлопс, показав производительность в 1,3 Гфлопс.^[2]

Модели SX-3 (апрель 1990 года) были первыми мультипроцессорами в серии и поставили новый мировой рекорд производительности в 22 Гфлопс.^[2]

Начиная с серии SX-4 (ноябрь 1994-го) суперкомпьютеры серии SX являются параллельным, то есть состоящими из нескольких узлов (до 10 узлов у SX-4, свыше 500 узлов — у SX-ACE). Каждый узел состоит из нескольких параллельных векторных процессоров (см. SMP), а узлы объединяются в стандартную схему с общей распределенной памятью (схема SDM-MIMD в таксономии Флинна, или NUMA — по способу доступа к памяти). В модели SX-4 NEC перешел на технологию КМОП при изготовлении процессоров, до этого использовались микросхемы на биполярных транзисторах с эмиттерно-связанной логикой, на основе которых строила свои суперкомпьютеры компания Cray. Это позволило снизить общую стоимость, а также энергопотребление системы и использовать простое воздушное охлаждение вместо водяного. В SX-4 также был осуществлен переход с памяти SRAM на память DRAM.

Модели SX-6 (октябрь 2001 г.) и SX-7 (октябрь 2002 г.) впервые использовали векторные процессоры, выполненные на одном кристалле. На узлах модели SX-6 был построен суперкомпьютер Earth Simulator и являлся самым мощным суперкомпьютером в мире по тесту LINPACK с 2002 по 2004 году с результатом 35,86 Тфлопс. Вторая, более мощная, версия Earth Simulator — Earth Simulator-2 построена на узлах модели SX-9.

SX-системы с одиночным узлом

	SX-2	SX-3	SX-4	SX-5	SX-6	SX-7	SX-8	SX-8R	SX-9	SX-ACE
Год	1983	1989	1994	1998	2001	2002	2004	2006	2007	2013
Макс. число процессоров	1	4	32	16	8	32	8	8	16	1
Пиковая мощность ЦПУ, Гфлопс	1,3	5,5	2	8	8	8,83	16	35,2	102,4	256
Пиковая мощность системы, Гфлопс	1,3	22	64	128	64	282	128	281,6	1638	256
Макс. объем памяти	256 МБ	2 ГБ	16 ГБ	128 ГБ	64 ГБ	256 ГБ	128 ГБ	256 ГБ	1 ТБ	1 ТБ
Пропускная способность шины памяти, ГБ/с	11	44	512	1024	256	1129	512	563,2	4096	256
Пропускная способность шины памяти на ЦПУ, ГБ/с	11	22	16	64	32	35,3	64	70,4	256	256

SX-системы с несколькими узлами

	SX-4	SX-4A	SX-5	SX-6	SX-8	SX-8R	SX-9	SX-ACE
Макс.число узлов	16	16	32	128	512	512	512	512
Макс. кол-во ЦПУ	512	256	512	1024	4096	4096	8192	512
Пиковая мощность, Тфлопс	1	0.5	4	8	65	140,8	839	131
Макс. объем памяти	256 ГБ	512 ГБ	4 ТБ	8 ТБ	64 ТБ	128 ТБ	512 ТБ	32 ТБ
Общая пропускная способность шины памяти, ТБ/с	8	4	32	32	131	281,6	2048	131

Текущая версия

Текущей моделью серии является модель SX-ACE.^[3] Каждый процессор модели SX-ACE имеет пиковую производительность 256 Гфлопс и поддерживает до 1 Тбайта оперативной памяти. Узел SX-ACE состоит из одного процессора, а система может содержать до 512 узлов.^[4]

Программное обеспечение

Начиная с SX-3 суперкомпьютеры серии SX работают под управлением 64-битной UNIX-подобной операционной системы SUPER-UX и поставляются с компиляторами языков FORTRAN и C++. Компания Cray также разработала компилятор языка Ada, который поставляется по желанию заказчика. Некоторые прикладные программы поставляет сама компания NEC, но ожидается, что заказчик сам будет писать и устанавливать своё ПО.

На суперкомпьютере Earth Simulator использовалась специальная операционная система под названием "ES OS" (Earth Simulator Operating System). Она содержит множество специфических функций, которые имеются только в Earth Simulator OS и отсутствуют в обычных версиях ОС SUPER-UX.

Помимо коммерческого прикладного программного обеспечения на SUPER-UX можно откомпилировать и запустить множество свободного ПО, например Emacs и Vim. Существует также версия компилятора GCC, портированная под эту платформу.

Литература

• под ред. David Padua. Encyclopedia of Parallel Computing. — Springer, 2012. — 2366 p. — ISBN 0387098445. (недоступная ссылка) (англ.)