Cluster KNL

par François Rue
Animation scientifique, Documentation | Pas de commentaire

une grappe de calcul à base de Xeon Phi autonomes (Knights Landing (KNL) ) a été installée au début du mois de Février 2017.

Cette grappe est constituée de 4 KNL interconnectés avec de l'OmniPath.

Les Knights Landing 7230 sont des architectures hautement configurable et paramétrable, pensés pour répondre au principal problème des systèmes actuels: le goulot d'étranglement que constitue la bande passante mémoire.

Pour cela, la seconde génération de Xeon Phi (KNL) se dote d'une mémoire à très grande bande passante (high-bandwidth memory  HBM) basée sur de la multi-channel dynamic random access memory (MCDRAM). Cette mémoire est capable de fournir jusqu'à des performances 5 fois supérieures ( > 400 Go/s) à celles de la mémoire DDR4 sur la même plateforme ( > 90 Go/s).

Cette mémoire HBM (MCDRAM) est très proche des cœurs. Sa taille est de 16 Go. Elle est hautement configurable. Les différents modes (accessibles uniquement en paramétrant le BIOS) sont :

  • cache
  • flat
  • hybrid

Pour plus d'informations sur les différents modes, vous pouvez consulter ce tutoriel d'Intel sur l'usage de la MCDRAM.

Complémentairement à la mémoire, les KNL possèdent 64 cœurs (pour la gamme 7230 de la grappe) et sont organisés suivant une grille de la manière suivante :

  • 32 tuiles de 2 cœurs possédant chacun un cache de niveau 1 (L1) et partageant un cache de niveau 2 (L2)
  • tous les caches de niveau 2 (L2) sont interconnectés à travers une grille. Le protocole MESIF se charge de faire la cohérence à travers la grille
  • tous les liens de la grille sont bidirectionnels
  • le KNL est doté enfin d'un DTD (distributed tag directory), organisé comme un ensemble de TD (tag directories) par tuile, qui identifie l'état et le placement sur la puce de chaque ligne de cache. Pour obtenir la performance la meilleure, obtenue par la plus faible latence et la plus grande bande passante de communication avec les caches, le développeur a accès (à travers le BIOS) aux différents modes de cache (cache clustering modes)
    • all-to-all
    • quadrant / hemisphere
    • SNC-4 / SNC-2

Pour plus d'informations sur les différents modes, vous pouvez consulter la documentation du colfax sur les cache clustering modes.

Pour ces raisons de forte paramétrisation du KNL, la grappe est constituée de 4 KNL aux paramètres différents afin de permettre des expérimentations différentes.

Pour plus d'informations sur les différentes configurations, vous pouvez consulter la page associée présentant les différentes architectures.

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