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Immer mehr Ebenen der Parallelität

09.07.2007 | 10:54 Uhr |

Immer mehr Ebenen der Parallelität

Der Trend zu immer mehr Knoten und Prozessoren hält ungebremst an. Hier macht sich vor allem bemerkbar, dass in mehr und mehr Systemen Dual-Core-Prozessoren zum Einsatz kommen. Auch sind bereits die ersten Maschinen in der Liste, bei denen in jeder CPU vier Kerne arbeiten. Während dieser Trend auf der einen Seite der Leistungseffizienz zugutekommt, verschlechtert sich dadurch oft die zur Verfügung stehende Speicherbandbreite pro Fließkommaoperation. Da viele HPC-Anwendungen darauf sehr sensitiv reagieren, stellen sich damit neue Herausforderungen an die Softwarehersteller.

Projektion: Hat ein Supercomputer in zehn Jahren über eine Million Prozessoren? (Quelle: Top500.org)
Vergrößern Projektion: Hat ein Supercomputer in zehn Jahren über eine Million Prozessoren? (Quelle: Top500.org)

Auch die Zahl der Ebenen, auf denen man mit der Parallelität umgehen muss, steigt weiter an. Dies wird am Beispiel eines Knotens mit zwei Sockeln klar: Während noch vor zwei Jahren in einem solchen Knoten zwei Prozessoren mit einem Kern und jeweils eigenem L1- und L2-Cache zu finden waren, steckt heute in jedem Sockel eine CPU mit zwei oder sogar vier Kernen. Jeder Kern hat zwar einen eigenen L1-Cache, bereits die L2-Caches werden jedoch oft von mehreren Kernen geteilt. Noch mehr Kerne teilen sich dann schließlich einen eventuell vorhandenen L3-Cache.

Gleichzeitig wird der Hauptspeicher direkt an einen Sockel gebunden, bei AMD seit Einführung des Opteron, Intel wird im kommenden Jahr damit nachziehen. Somit ist bereits im Knoten selbst eine NUMA-Architektur (non-uniform memory-access) vorzufinden ist. Über allem spannt sich dann natürlich das Netzwerk zwischen den Knoten. Diese vielen verschiedenen Ebenen von Parallelität müssen sich dann natürlich in der Struktur der verwendeten Programme und Bibliotheken wiederfinden, um das Leistungspotenzial der Maschinen wirklich nutzbar machen zu können.

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