Fat Tree

Мережа fat tree (потовщене дерево) — топологія комп'ютерної мережі, винайдена Charles E. Leiserson з MIT, є дешевою та ефективною для суперкомп'ютерів. На відміну від класичної топології дерево, в якій всі зв'язки між вузлами однакові, зв'язки в потовщеному дереві стають ширшими (товстими, продуктивними по пропускній спроможності) з кожним рівнем в міру наближення до кореня дерева. Часто використовують подвоєння пропускної спроможності на кожному рівні.

A fat tree.

Мережі з топологією fat tree є переважними для побудови кластерних міжз'єднань на основі технології Infiniband.

Фірма Mercury Computer Systems використала топологію гіпердерева, варіант fat tree, у своєму мультикомп'ютері. Від 2 до 360 обчислювальних вузлів буде знаходитися в комутованій мережі потовщеного дерева, кожен вузол має локальну пам'ять, яка може бути нанесена на карту будь-якого іншого вузла. Кожен вузол у цій гетерогенній системі може бути Intel i860, PowerPC, або групою з трьох SHARC ЦСП. Мережа потовщеного дерева особливо добре підходить для ШПФ, яке клієнти використовували для задач обробки сигналів з радара, ехолота, медичних зображень, і таке інше.

Оскільки спосіб з'єднання процесорів один з одним більше впливає на продуктивність кластера, ніж тип використовуваних в ній процесорів, то може виявитися більш рентабельним створити систему з більшого числа дешевих комп'ютерів, ніж з меншого числа дорогих. У кластерах, як правило, використовуються операційні системи, стандартні для робочих станцій, найчастіше, вільно поширювані — Linux, FreeBSD, разом зі спеціальними засобами підтримки паралельного програмування і балансування навантаження. При роботі з кластерами також як і з MPP системами використовують так звану Massive Passing Programming Paradigm  — парадигму програмування з передачею даних (найчастіше — MPI). Дешевизна подібних систем обертається великими накладними витратами на взаємодію паралельних процесів між собою, що сильно звужує потенційний клас розв'язуваних завдань.^[1]

Порівняння з іншими топологіями

Топологія Dragonfly

Топологія Dragonfly ^[2]є альтернативою топології Fat Tree, орієнтуючись на зменшення вартості та енергоспоживання без значної втрати продуктивності. Вона використовує менше з'єднань між вузлами, що знижує складність прокладання кабелів та енергоспоживання. Однак, на відміну від Fat Tree, Dragonfly може мати більшу ймовірність виникнення блокувань у мережі, особливо при високих навантаженнях. Вибір між цими топологіями залежить від конкретних вимог до системи, таких як масштаб, бюджет та вимоги до надійності.

Топологія Slim Fly

Топологія Slim Fly^[3] пропонує низький діаметр мережі, що покращує час затримки між вузлами. Вона забезпечує високу пропускну здатність при меншій кількості з'єднань порівняно з Fat Tree. Однак Slim Fly може бути складнішою в реалізації та управлінні, що вимагає додаткових ресурсів та часу на налаштування.