Масштабируемый Когерентный Интерфейс – Scalable Coherent Interface (SCI)

Масштабируемый когерентный интерфейс – Scalable Coherent Interface (SCI), является ANSI/IEEE стандартом, определяющим невероятно гибкий высокоскоростной протокол передачи данных для соединений «точка-точка». Хотя первоначально SCI задумывался для использования в новых, более быстрых объединительных платах со скоростью передачи данных более 1Гбита/сек, его создатели заглянули далеко вперед, реализовав в нем превосходную масштабируемую транспортную среду, низкую латентность и когерентность кэша памяти. Интерфейс SCI разработан для обеспечения высокоэффективной передачи данных и совместного использования памяти между процессорами, материнскими платами или объединительными платами аппаратного блока.

IEEE начала работы по утверждению стандарта SCI в 1989, и после их завершения в 1992 году, его внедрение сначала шло довольно медленно, за исключением команды в Norsk Data, которая внедрила SCI сразу после его утверждения. Эта команда, в конечном счете, и создала компанию, известную сейчас как Dolphin Interconnect. Благодаря их огромному опыту в этой уникальной технологии и работе с различными партнерами в последующие годы эта технология была значительно усовершенствована по сравнению с исходным вариантом.

SCI – это не LAN, а сетевая технология для многопроцессорных систем. По своей сути, SCI – это ведущая технология для построения масштабируемых мультипроцессорных систем, так как она позволяет избежать узких мест, присутствующих у традиционных шин и сетевых технологий. SCI сегодня широко используется для построения серверных кластеров такими компаниями как Sun Microsystems, а также для построения мультипроцессорных систем в вооруженных силах и в аэрокосмической области. SCI также активно внедряется в сверхмощных системах параллельных вычислений в исследовательских центрах по всему миру.

Гибкость – в зависимости от требований к производительности SCI может быть внедрен как 16-битное параллельное соединение с использованием топологий кольцо или коммутируемая звезда (switched-star). Малая латентность – параллельные соединения SCI обеспечивают соединения с низкой латентностью между платами и/или системами, использующими стандартные интерфейсы объединительной платы, такие как VME, PCI или CPCI, и даже использующими конфигурации второго уровня. Доставка данных – еще одна неотъемлемая характеристика протокола SCI это «гарантированная доставка данных», обеспечивающая экстремально устойчивые и надежные решения.

Современные продукты, основанные на технологии SCI, обеспечивают одновременные соединения приема и передачи данных со скоростью 667 Мбайт/сек или 5.33 Гбита/сек, с задержкой сообщения между узлами менее 1.4 микросекунды. В будущем, продукты, основанные на SCI, будут достигать скорости двусторонних соединений в 1.333 Гбайт/сек, и емкости кольца для случайного трафика в 1 Гбайт/сек.

Dolphin SCI: Технология для реальных решений

Компания Dolphin Interconnect – пионер в разработке продуктов на основе технологии SCI и активный участник разработки стандарта SCI, предлагает широкий выбор продуктов, идеально приспособленных для множества приложений широкополосной связи и высокопроизводительных вычислительных систем (HCP). Сейчас Dolphin это единственная компания, поставляющая готовые продукты, основанные на технологии SCI, включая чипы, карты и коммутаторы. Компания Dolphin установила своеобразный рекорд по поставкам сверхсовременных продуктов, созданных для того, чтобы позволить клиентам создавать серверные кластеры для корпоративных баз данных и других требовательных приложений.

Латентность соединения продуктов, создаваемых Dolphin на основе технологии SCI, в целом превосходит остальные готовые аппаратные и программные решения. Поэтому, резервное шасси не просто реплицирует данные на диски первичной системы, а также осуществляет мониторинг и отражает все текущие действия между процессорами, кэшем и другими подсистемами памяти настолько подробно, насколько это возможно, и оно производит эту жизненно важную операцию в реальном масштабе времени. Если происходит сбой первичного сервера, резервный немедленно начинает работу, что проявляется в несущественном времени простоя. Замечательно то, что SCI решения Dolphin также менее дорогие, по сравнению с конкурентами, что объясняется меньшим количеством компонентов, обычно требуемых для установки.

Вместо внедрения в сеть дополнительных компонентов для создания отраженной памяти, так как это делается в решениях SBS или VMIC, не использующих первичную память сервера, Dolphin использует экстремально малые служебные сигналы и латентность для доставки коротких сообщений, позволяя передавать напрямую и непрерывно через соединение инструкции процессора Load, Store, Fetch и Interrupt.

Dolphin применяет SCI максимально эффективно. Протокол SCI исполняется непосредственно в системной памяти, к тому же загрузка процессора для ее перераспределения минимальна. Более того, потребление ресурсов процессора для передачи данных также минимизировано, так как решения Dolphin работают без использования программных наборов протоколов, которые, как известно, основательно загружают центральный процессор. Тогда как короткие сообщения распределяются с использованием инструкций процессора Load и Store, все длинные сообщения и передача данных между блоками памяти управляется непосредственно встроенными Dolphin DMA контроллерами.

Драйверы и программный интерфейс приложения (API)

SCI – это четко определенный стандарт, поддерживаемый устоявшимися драйверами протокола. Драйверы устройств и менеджеры запросов прерывания (IRM) были разработаны для всех основных операционных систем. Программный интерфейс приложения (API) Dolphin SISCI разработан для поддержки связи всех наиболее значимых функций процессора, включая: распределение памяти, передачу блоков, прерывания, прямой доступ к памяти (DNA), запросы системы и адаптера, инициация/отключение соединений SCI, тестирование соединений между узлами, и чтение и запись регистров конфигурации.

Структура стека программного обеспечения Dolphin

Заключение

Стандарт SCI обладает невероятной мощью и гибкостью, что позволяет находить ему очень широкое применение. Четвертое поколение Dolphin SCI представляет собой наиболее совершенную и экономичную технологию для оборудования телекоммуникационных услуг и серверов баз данных.