Что такое вычислительный модуль

вычислительный модуль

Смотреть что такое «вычислительный модуль» в других словарях:

ЭКОТЕК (информационно-вычислительный комплекс) — Связать? ЭКОТЕК (информационно вычислительный комплекс) система диспетчерского контроля и сбора данных для автоматизированных информационно измерительных … Википедия

Персональный вычислительный комплекс — Электроника 85 Тип Персональный компьютер Выпущен 1985 Выпускался по Процессор КМ1831ВМ1 Память 512 Кбайт Устройства хран … Википедия

Nvidia Tesla — C870 Tesla название семейства вычислительных систем NVIDIA на основе графических процессоров с архитектурой CUDA, которые могут быть использованы для научных и технических вычислений общего назначения … Википедия

Сравнение графических процессоров NVIDIA — Эта таблица содержит основную информацию о графических процессорах NVIDIA серии GeForce и видеокартах, построенных на официальных спецификациях NVIDIA. Содержание … Википедия

Китайская Национальная Нефтегазовая корпорация — (CNPC) Китайская Национальная Нефтегазовая корпорация это одна из крупнейших нефтегазовых компаний мира Китайская Национальная Нефтегазовая корпорация занимается добычей нефти и газа, нефтехимическим производством, продажей нефтепродуктов,… … Энциклопедия инвестора

Микроконтроллер — В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из за отсутствия сносок … Википедия

MDGrape-3 — MDGrape 3 суперкомпьютер предназначенный для решения задач молекулярной динамики, а именно моделирования сворачивания белков. На момент ввода в работу обладал рекордной теоретической производительностью в 1000 триллионов операций в секунду … Википедия

Суперскалярность — Плата CRAY T3E 136/ac (1995) Суперскалярность архитектура вычислительного ядра, использующая несколько декодеров команд, к … Википедия

Параллельные компьютеры — Параллельные вычислительные системы это физические компьютерные, а также программные системы, реализующие тем или иным способом параллельную обработку данных на многих вычислительных узлах. Идея распараллеливания вычислений базируется на том, что … Википедия

Cadwork — Тип CAD, CAM Разработчик en:Cadwork Corp … Википедия

RTLS — (сокр. от англ. Real time Locating Systems Система определения местонахождения в режиме реального времени)[1] автоматизированная система, обеспечивающая идентификацию, определение координат, отображение на плане местонахождения… … Википедия

Источник

Compute Module, модели 2019 года

В начале 2017 года Intel анонсировала Compute Card — встраиваемый компьютер в форм-факторе карты расширения. Позже в том же году идея обрела плоть, кровь и стоимость: были выпущены две модели на базе процессоров Intel Core, одна на Pentium и две на Celeron. С тех пор новостей про них не было до момента, когда появились данные о новом поколении Compute Card, которые, чтобы было интереснее, назвали Compute Module — не путать с Compute Module для серверов из программы Intel Data Center Blocks на базе процессоров Intel Xeon. Теперь нам с этим как-то придется жить.

Напомню, идея Intel Compute Module (давайте привыкать к новому названию) состоит в том, чтобы вынести все «мыслительные способности» какой бы то ни было вещи — автомобиля, холодильника, точки доступа — на специализированный модуль, который может быть при необходимости вынут, отремонтирован или заменен на другой. Компьютер имеет абсолютно стандартную архитектуру: процессор, хранилище, интерфейсы взаимодействия, подключается к хосту одним-единственным разъемом. Получился этакий «универсальный мозг» для любого компонента «Интернета вещей», а их, как полагают, будет много.

Как и в прошлый раз, на 2019 год анонсированы модели на базе Intel Core (восьмого поколения), Pentium и Celeron. Обращают на себя внимание различия между двумя линейками: теперь у топовых моделей 8 Гб памяти, все оснащены гигабитным Wi-Fi адаптером и модулем Bluetooth 5.0. У модели на базе Intel Core i5-8365U заявлена поддержка технологии Intel vPro, о чем свидетельствует буква V в названии.

Кроме того, в планах компании выпустить 3 шасси для установки Compute Module, все они имеют пассивное охлаждение и защищенное исполнение, предназначены для встраивания в различные интеллектуальные устройства. Меня более всего заинтересовал Compute Module NUC — универсальный мини-компьютер à la NUC под карту Compute Module (и без вентилятора, да-да-да). Хочется на это посмотреть.

Выход новых Compute Module запланирован на конец 2019 года. Видимо, этим объясняется тот факт, что пока не обнародован тип накопителя для карт на базе Intel Core — есть время поставить что-нибудь поновее. Выход других моделей в ближайшие два года не планируется.

Источник

Что такое вычислительный модуль Raspberry Pi

Вы, наверное, слышали о плате Raspberry Pi 4 в Евоком.ЮА и о том, как она может заменить ваш настольный компьютер и построить множество различных проектов от роботов до игровых приставок в стиле ретро.

Но слышали ли вы о серии вычислительных модулей?

Что это? Что оно может делать?

Сначала, когда вы впервые видите вычислительный модуль, он может напоминать вам ноль Raspberry Pi. Тем не менее, они не похожи на них.

Foundation выпустила вычислительный модуль, который позволяет пользователям использовать технологию Raspberry Pi в более гибкой форме и с меньшими затратами.

Модуль Compute на Evo.net.ua предназначен для использования в пользовательских устройствах, где возможности Pi желательны, но из-за их размера не подходят. То, что вы видите сейчас, это Raspberry Pi, уменьшенный для установки на SODIMM (тот же тип разъема, который используется для памяти ноутбука) с встроенной памятью, разъемы которого можно настроить в соответствии с потребностями пользователя.

Полная гибкость процессора

Это означает, что доступно больше GPIO и интерфейсов по сравнению с обычной плат, что позволяет пользователям легче создавать модуль в пользовательскую систему.

Имея это в виду, вычислительный модуль в первую очередь предназначен для тех, кто собирается создавать свои собственные печатные платы. Многие платы ввода-вывода вычислительных модулей также были разработаны, как показано ниже, чтобы помочь дизайнерам

Новейший вычислительный модуль Raspberry Pi 3+ (CM3 +)

Представляем новейший Compute, который содержит в себе Raspberry Pi 3B + с десятикратной производительностью ARM, вдвое большей оперативной памятью и до восьмикратной емкостью флэш-памяти исходного вычислительного модуля.

Флэш-память подключена непосредственно к процессору на плате, но остальные интерфейсы процессора доступны пользователю через контакты разъема.

Вы получаете полную гибкость (что означает, что доступно гораздо больше GPIO и интерфейсов, чем со стандартным компютерным модулем), и проектирование модуля в пользовательскую систему должно быть относительно простым, потому что мы поместили все сложные биты на сам модуль.

Эта плата расширения включает в себя множество доступных интерфейсов для всех ваших требований разработки.

По сравнению с предыдущими версиями CM3 + отличается улучшенным тепловым дизайном печатной платы, и вместе с новым процессором BCM2837B0 CM3 + имеет лучшие тепловые характеристики под нагрузкой. Он имеет большую тепловую массу и может отводить тепло от процессора быстрее. Это может привести к более низким средним температурам и / или более длительной продолжительной работе под большой нагрузкой до того, как процессор достигнет 80 ° C и начнет снижать тактовую частоту.

Вычислительный модуль поставляется в вариантах с встроенной флэш-памятью или вообще без флэш-памяти.

Обратите внимание, что для правильной работы модуля Compute потребуется последняя версия прошивки Raspberry Pi.

Что же может сделать вычислительный модуль Raspberry Pi, зависит от вас, поскольку возможности безграничны с его гибкостью.

Благодаря небольшому размеру и компоновке по сравнению с досками Raspberry Pi, они могут быть встроены во многие проекты и места. Такие потребительские платы предоставляют вам только некоторые функции. Представьте себе, что Raspberry Pi создан специально для вашего устройства, которые функционируют так, как вы хотите, вот что может сделать вычислительный модуль Raspberry Pi. Просто спроектируйте свою собственную несущую плату с источником питания и соединениями, которые вы хотите, и добавьте свои собственные биты к ней, чтобы удовлетворить то, что вы делаете.

Источник

Обзор платформы Intel NUC Elements

Оглавление

Вступление

Многие сталкиваются с трудностями при выборе современного компактного компьютера и прибегают к разным хитростям и модификациям. Чтобы собрать такое устройство, нужно приложить немало сил, времени и денег. Даже если брать в расчет популярные варианты сборок на ITX, это все равно получится крупная «коробочка» с дорогими компонентами. Хотя их можно подобрать и самому, и даже корпус сделать из подручных средств, а блок питания Pico PSU заказать в Китае и радоваться жизни.

реклама

Однако в масштабах компании такими делами заниматься никто не будет. Наиболее предпочтительным является использование готовых решений, и всем известны подобные устройства компании Intel, которые называются Intel NUC. В свое время им удалось совершить небольшую революцию, и все по достоинству оценили их возможности. Прежде всего это компактные размеры, низкое энергопотребление, отсутствие шума у пассивных моделей, множество вариантов готовых систем как укомплектованных оперативной памятью, накопителями и ОС, так и без них.

Не обошлось и без недостатков. Некоторые производители попытались выкрутиться из этой ситуации и стали добавлять возможность так называемого конфигурируемого порта. Другими словами, пользователь может сам выбрать себе подходящую конфигурацию, как например в ASUS PN41. Однако таких возможностей расширения не всегда достаточно, остается открытым вопрос модернизации или оперативной замены вышедшего из строя модуля.

Поэтому компания Intel решила пойти дальше и представила гибко-конфигурируемую платформу нового поколения Intel NUC Elements. Это нечто среднее между гибкостью конфигурации обычного компьютера и компактностью систем Intel NUC. В некотором смысле пользователи ПК тоже бывают ограничены возможностями своей материнской платы, а здесь есть несколько модулей, и они дополняют друг друга иначе.

Чтобы разобраться в этой системе более детально, необходимо изучить ее ближе. Что придумала компания Intel, насколько удачно это реализовано, в чем основной замысел этой концепции? Вопросов очень много, и мы попытаемся ответить на все.

Структура и принцип

Ключевая особенность данной платформы – набор разных модулей, которые предназначены для совместного использования. Система собирается как конструктор из нескольких элементов, что отражается в названии. Все почти похоже на настоящий ПК, но некоторые элементы объединены в один узел. Причем эти объединения сделаны логично.

Всего выделяются три основных компонента:

Есть еще вариант легкого каркаса с охлаждением и платой, но все это по сути входит в группу плат, которых представлено несколько штук, и отличаются они функциональностью и оснащением.

реклама

Из этих компонентов и создается та самая сборка, которая нужна под определенную задачу. Нужен самый минимум – берем корпус со встроенной платой, докупаем вычислительный элемент и получаем компьютер. Еще потребуется накопитель, а вот оперативная память уже распаяна на плате вычислительного модуля.

Вычислительный элемент (Intel NUC Compute Element)

Это сердце всей системы: в его состав входит печатная плата с процессором, интегрированным в него видеоядром, распаянной рядом памятью и беспроводным модулем. Еще здесь находятся фазы питания и ШИМ-контроллер, питающий SoC.

Вариантов вычислительных элементов достаточно много. Это объясняется большим количеством используемых моделей процессоров (от Celeron до Core i7), и это относится не только к новому 11 поколению, есть еще версии на базе Intel Core 8-Gen.

На самом деле это знакомая уже многим мобильная платформа Intel, но размещенная на компактной плате и помещенная в небольшой корпус габаритами 95 х 65 х 6 мм. При этом она изначально рассчитана на работу 24/7. С одной из сторон платы предусмотрен разъем во всю длину, который вставляется в слот на материнской плате. Мне сразу вспомнились процессоры Pentium II, где также использовалась специальная печатная плата, на ней был распаян процессор и микросхемы кэш-памяти, а на Celeron их просто не было.

1.2 GHz@ 15W, up to 4.8 GHz Turbo
4 Cores, 8 Threads, 12 MB L3 Cache, 4267MT/s LPDDR4x)Intel WIFI 6 AX2014 x USB 3.2 Gen 2;
3 x USB 2.0;
2 x DDI (configurable as DP 1.4a or HDMI 2.0b);
1 x Type C (DP/TBT/USB4);
1 x eDP 1.4b;
1 x GbE PHY;
1 x PCIe x4/SATA;
1 x PCIe x4 (Gen4);
1 x PCIe x1;
1 x HD Audio • eSPI (EC interface)CM11EBi7Intel Core i7-1165G7 Processor (2.8 GHz@ 28W

1.2 GHz@ 15W, up to 4.7 GHz Turbo
4 Cores, 8 Threads, 12 MB L3 Cache, 4267MT/s LPDDR4x)Intel WIFI 6 AX2014 x USB 3.2 Gen 2;
3 x USB 2.0;
2 x DDI (configurable as DP 1.4a or HDMI 2.0b);
1 x Type C (DP/TBT/USB4);
1 x eDP 1.4b;
1 x GbE PHY;
1 x PCIe x4/SATA;
1 x PCIe x4 (Gen4);
1 x PCIe x1;
1 x HD Audio • eSPI (EC interface)CM11EBv5Intel Core i5-1145G7
Processor with Intel vPro Technology
(2.6 GHz@ 28W

1.1 GHz@ 15W, up to 4.4 GHz Turbo,
4 Cores, 8 Threads, 8 MB L3 Cache, 4267MT/s LPDDR4x)Intel WIFI 6 AX2014 x USB 3.2 Gen 2;
3 x USB 2.0;
2 x DDI (configurable as DP 1.4a or HDMI 2.0b);
1 x Type C (DP/TBT/USB4);
1 x eDP 1.4b;
1 x GbE PHY;
1 x PCIe x4/SATA;
1 x PCIe x4 (Gen4);
1 x PCIe x1;
1 x HD Audio • eSPI (EC interface)CM11EBi5Intel Core i5-1135G7 Processor (2.4 GHz@ 28W

0.9 GHz@ 15W, up to 4.2 GHz Turbo,
4 Cores, 8 Threads, 8 MB L3 Cache, 4267MT/s LPDDR4x)Intel WIFI 6 AX2014 x USB 3.2 Gen 2;
3 x USB 2.0;
2 x DDI (configurable as DP 1.4a or HDMI 2.0b);
1 x Type C (DP/TBT/USB4);
1 x eDP 1.4b;
1 x GbE PHY;
1 x PCIe x4/SATA;
1 x PCIe x4 (Gen4);
1 x PCIe x1;
1 x HD Audio • eSPI (EC interface)CM11EBi3Intel Core i3-1115G4 Processor (3.0 GHz@ 28W

1.7 GHz@ 15W, up to 4.1 GHz Turbo,
2 Cores, 4 Threads, 6 MB L3 Cache, 3733MT/s LPDDR4x)Intel WIFI 6 AX2014 x USB 3.2 Gen 2;
3 x USB 2.0;
2 x DDI (configurable as DP 1.4a or HDMI 2.0b);
1 x Type C (DP/TBT/USB4);
1 x eDP 1.4b;
1 x GbE PHY;
1 x PCIe x4/SATA;
1 x PCIe x4 (Gen4);
1 x PCIe x1;
1 x HD Audio • eSPI (EC interface)CM11EBCIntel Celeron 6305 Processor
(1.8 GHz@ 15W,
2 Cores, 2 Threads, 4 MB L3 Cache, 3733MT/s LPDDR4x)Intel WIFI 6 AX2014 x USB 3.2 Gen 2;
3 x USB 2.0;
2 x DDI (configurable as DP 1.4a or HDMI 2.0b);
1 x Type C (DP/TBT/USB4);
1 x eDP 1.4b;
1 x GbE PHY;
1 x PCIe x4/SATA;
1 x PCIe x4 (Gen4);
1 x PCIe x1;
1 x HD Audio • eSPI (EC interface)

Даже в последнем поколении выбор процессоров очень богатый, а можно немного сэкономить и обратить внимание на модификации с CPU 8-го поколения, ведь не всем нужна максимальная производительность и более дорогая и быстрая память типа LPDDR4X. Да, в некоторых вычислительных элементах используется 16 ГБ LPDDR4X-4266. Еще в некоторых установлен накопитель eMMC на 64 ГБ, которого должно хватить под операционную систему.

Материнская плата (NUC Board Element)

Это устройство, где разведены все основные порты для взаимодействия с разными внешними устройствами и периферией. В ней предусмотрен специальный длинный слот, куда устанавливается вычислительный модуль.

Материнская плата может поставляться как в составе корпуса, так и отдельно. Также некоторые сторонние компании могут представить свои варианты корпусов для данной платформы, а где-то разумнее будет обойтись посадочными отверстиями внутри какого-то устройства и использовать его корпус. Предоставляется полная свобода выбора.

реклама

Есть несколько модификаций плат, которые ориентированы на разные задачи. Одна предлагает шесть HDMI портов и предназначена для создания многоэкранной системы. У второй упор сделан на дополнительные порты и еще один сетевой контроллер. Еще есть базовый вариант без особых излишеств, а только с необходимыми портами.

На плату может устанавливаться накопитель типа M.2 как в режиме NVMe, так и SATA. На данный момент можно выделить четыре основных модификации плат.

реклама

С двумя сетевыми контроллерами.

реклама

Этот набор призван охватить весь спектр потребителей. Расширяемая модификация позволяет дооснастить устройство дополнительными внешними портами, для чего нужно будет смонтировать специальную панель в корпус и подключить разъемы к плате. Базовый вариант предлагается с легким каркасом и встроенной системой охлаждения для вычислительного элемента.

Что касается питания, то производитель рекомендует использовать блок питания на 19 В, обеспечивающий 90 Вт. В спецификации к базовой плате указаны более демократичные значения, которые составляют 12-24 В.

Корпус/шасси (Intel NUC Chassis Element)

реклама

Чтобы понять, что собой представляет готовая система, достаточно посмотреть на эту картинку.

Где-то мы видим, что корпус реализуется сторонними производителями и они же отвечают за охлаждение. Сторонние бренды просто закупают материнские платы с вычислительными модулями и встраивают их в свои системы.

Сама компания Intel заявляет о сотрудничестве в данном вопросе с другими производителями и не пытается вставлять палки в колеса, поскольку заинтересована в продажах и долгосрочном сотрудничестве. Однако для желающих есть несколько вариантов готовых корпусов, которые поставляются в комплекте с платами. Продавать их отдельно нет смысла – они изготовлены специально под эти платы. Здесь нам вновь предлагают несколько вариантов.

Базовое шасси для встраиваемых систем.

реклама

Это легкий каркас с установленной платой в минимальной конфигурации с встроенной системой охлаждения для процессора на вычислительном элементе.

Защищенное шасси с пассивным охлаждением.

Это настоящий промышленный корпус, который обеспечивает работу в тяжелых условиях.

реклама

В основном он защищен от пыли; о влажности ничего не сказано и для этого необходимы уже специальные корпуса с герметичными коннекторами.

Классическое настольное шасси.

Это тот самый NUC, который мы все привыкли видеть, только чуть крупнее. Корпус оборудован активным охлаждением с радиатором на медной тепловой трубке. Это не только настольное решение, предусмотрен стандартный VESA крепеж на монитор.

Тут нам предлагают достаточно большую свободу выбора. Можно сразу выбрать максимальную начинку под конкретные задачи, а можно приобрести расширяемую версию и дооснастить ее позднее. Допустим, нам для работы нужен классический NUC. Покупаем классический корпус с платой, покупаем вычислительный элемент, монтируем его в корпус, устанавливаем накопитель – все готово.

Стало сложнее? Нет, ведь раньше приходилось монтировать память и накопитель, а сейчас вычислительный блок с накопителем, поэтому сложность не увеличилась, а гибкости в конфигурациях стало больше из-за множества разных вариантов. Можно лишь надеяться, что производитель не будет останавливаться на этом, а продолжит выпускать новые модули для системы NUC Elements.

Заключение

Intel NUC Elements – это не просто концепт, а уже готовые устройства, которые в первую очередь предназначены для бизнес-систем и гибкого конфигурирования рабочих устройств. Пока набор компонентов не такой большой, но следует вспомнить о стандартизации. Модули предлагает сама компания Intel, и это такой своеобразный конструктор, который позволяет создавать готовые решения в экосистеме данной платформы.

Безусловно, подход интересный, и многим он понравится по разным причинам. Начнем с того, что изначально это ориентировано на использование в промышленных устройствах, где необходим компьютер. Сам неоднократно сталкивался с тем, что профессиональные станки комплектуются обычным «железом», а основная изюминка кроется в фирменном софте и его настройке. При этом заменить какой-то узел в системе не всегда возможно, поскольку все оборудование может устареть уже на этапе выпуска. А обновления аппаратной части влекут за собой несовместимость с софтом и остальными компонентами системы.

Здесь же нам предлагают сразу несколько платформ на выбор с дальнейшей возможностью апгрейда или смены конфигурации по портам.

Понятно, что продукт нишевой и область его применения несколько ограничена, но для отдельных категорий эта платформа удачно подходит. Основная целевая аудитория – программисты, IT-специалисты и разработчики. Смысл заключается в том, что оборудование предназначено для бизнеса и может использоваться в различных станках, терминалах, рекламных баннерах, кассах, диагностических стендах и прочем оборудовании, где необходимы возможности компьютера.

Как раз вышеперечисленная аудитория занимается настройкой и разработкой таких систем. В дальнейшем эти системы будут стоять непосредственно на оборудовании заказчика и таким образом можно охватить сразу две цели. Есть возможность гибко все конфигурировать и в случае необходимости оперативно поправить даже, когда запущено производство, но выяснилось, что нужен еще один порт для датчика или сенсора. Упомянем и обратную совместимость: в платах и шасси 8-го поколения будут работать вычислительные элементы и 8-го, и 11-го поколений. А вот в платах и шасси 11-го поколения вычислительные элементы 8-го поколения работать не будут.

Самое главное: выбор вычислительных модулей достаточно обширен, а вот ассортимент дополнительных плат расширения и шасси пока не такой огромный, но уже включает по паре базовых версий. Тем не менее разные модули позволяют создать большое количество различных вариантов, что упрощает подбор именно того оборудования, которое нужно для реализации конкретной задачи.

Источник

Вычислительный комплекс

Концепция построения реконфигурируемого вычислителя.

Наиболее перспективный подход при разработке компактных высокопроизводительных вычислительных комплексов основывается на концепции построения реконфигурируемых многопроцессорных вычислительных систем. Суть этой концепции заключается в том, что архитектура вычислительной системы должна иметь возможность адаптироваться под структуру решаемой задачи. Фактически это означает, что пользователю должна быть предоставлена возможность программировать проблемно-ориентированные многопроцессорные вычислительные системы, структура которых адекватна решаемой ими задаче. При этом достигается высокая реальная производительность вычислительной системы на широком классе задач, а также почти линейный рост производительности при увеличении числа процессоров.

В отличие от многопроцессорных вычислительных систем с «жесткой» архитектурой, в частности, кластерных суперЭВМ, архитектура реконфигурируемых систем может изменяться в процессе ее функционирования.

Область применения:

Отличительные особенности вычислительного комплекса:

Состав вычислительного комплекса

Вычислительный комплекс состоит из совокупности УВМ и модулей периферийных устройств, объединенных между собой высокоскоростной коммуникационной сетью. В основе построения системы лежит принцип модульного наращивания. Наращивание вычислительной мощности осуществляется за счет добавления УВМ. Основными элементами УВМ являются кристаллы с большой степенью интеграции. Это программируемая логическая интегральная схема, ПЛИС с аппаратными процессорными ядрами PowerPC и Цифровые Сигнальные Процессоры (DSP).

В состав УВМ включены ПЛИС последних поколений. Они содержат встроенные аппаратные процессорные ядра PowerPC и специализированные арифметические и DSP-блоки. Этот современный подход, называется «Система на кристалле». Активное применение процессорных ядер позволяет создавать мощные вычислительные системы, и при этом существенно сократить сроки проектирования за счёт использования уже отлаженных алгоритмов, написанных на традиционных языках программирования. Кроме того, процессорные ядра поддерживают возможность загрузки операционных систем реального времени. Операционная система может выполнять функции управления, мониторинга и решать ряд вычислительных задач. Вспомогательные функции операционной системы могут при необходимости использоваться любым модулем или узлом, размещённым непосредственно в ПЛИС. Многие операционные системы имеют стандартные механизмы взаимодействия с другими процессорными ядрами системы. Это позволяет организовывать микрокластерные структуры с расширяемой вычислительной средой.

К преимуществам цифрового процессора относятся: быстрая конвейерная обработка потоковой информации, быстрое вычисление стандартных математических операций (например, преобразования Фурье для обработки радиолокационного сигнала, полученного от радара), ориентированность на работу с числами с плавающей точкой. Но в отличие от ПЛИС, процессор, в зависимости от выполняемой задачи, задействует только часть своих компонентов (регистров, АЛУ, схем ввода/вывода). При смене задачи задействуются другие компоненты и в другом составе, но всегда загруженность процессора будет составлять лишь часть от его потенциальных возможностей.

Важная характеристика любого модуля вычислителя – организация оперативной памяти, с которой работают вычислительные узлы. Оперативная память может быть: разделяемой для всех узлов; распределенной — доступной только для процессоров своего узла; распределенной разделяемой — доступной для процессоров своего узла и из других узлов.

Вычислительный комплекс:

Универсальный вычислительный модуль.

УВМ, имеет три варианта построения:

Аппаратный. (к оглавлению)

В состав аппаратного УВМ входят четыре микросхемы ПЛИС, реализующих алгоритм функционирования вычислителя с помощью системы аппаратных процессоров согласно общего графа состояния задачи. Система связей объединяет все ПЛИС на основе топологии каждый с каждым с помощью 50 каналов LVDS (максимальная скорость передачи по одному каналу LVDS – 1 Гигабит в секунду) и последовательного интерфейса RapidIO (максимальная скорость передачи 6.25 Гигабит в секунду). Каждая ПЛИС соединена с модулем памяти общим объемом 1Гб. Общая емкость памяти УВМ 4Гб. Каждая ПЛИС имеет отдельный канал Ethernet для обеспечения мониторинга и диагностики вычислительного процесса.

Все ПЛИС входящие в состав УВМ имеют выход на общий разъем PCI Express, который является внешним периферийным разъемом УВМ. Вычислительный ресурс представляет собой распределенную систему аппаратных процессоров, работа которых определена общим графом состояния системы. Реальный граф состояния системы строится на основе конкретного алгоритма функционирования устройства, с помощью специальных САПР. Для ПЛИС фирмы Altera такой САПР является QUARTUS, в составе которой находится инструмент построения графов состояния конечных автоматов. Это средство разработки позволяет строить состояния конечного автомата графическим и текстовым способом, вводить графы состояния центрального процессора и подграфы состояния связанных с центральным процессором устройств (блоков).

Аппаратно-программный. (к оглавлению)

УВМ имеющий аппаратно-программный вариант построения имеет аналогичную архитектуру, но вместо ПЛИС имеющих только аппаратные ресурсы, устанавливаются ПЛИС содержащие в своей архитектуре один или несколько встроенных аппаратных RISC процессоров и аппаратные вычислительные ресурсы. На основе операционной системы реального времени все аппаратные RISC процессоры объединяются в программный мини кластер. Используются стандартные средства разработки программного обеспечения.

Программный. (к оглавлению)

Архитектура программного УВМ, отличается тем, что вместо ПЛИС устанавливается DSP процессор. Программный УВМ целесообразно использовать в проектах использующих большой объем вычислений с плавающей точкой. Максимальная производительность одного модуля состоящего из четырех DSP процессоров 14.4 GFLOPS. DSP объединены между собой с помощью высокоскоростных последовательных каналов и составляют единый вычислительный ресурс, который представляет собой мини кластер под управлением операционной системы реального времени. DSP связаны с внешними УВМ и периферийными устройствами последовательным каналом PCI Express.

Возможен вариант комплексного использования УВМ.

Модуль периферийных устройств (к оглавлению).

Модуль периферийных устройств вычислителя предназначен для обеспечения ввода-вывода данных. В основу модуля заложен высокоскоростной последовательный интерфейс PCI Express. Преобразование PCI Express в другой вид интерфейса осуществляется с помощью специальных микросхем PCI Express мостов.

Кросс плата на основе PCI Express. PICMG EXP.0 R1.0 (к оглавлению).

Кросс плата представляет собой последовательный коммутатор структуры связей и предназначена для объединения всех модулей расположенных в вычислителе по спецификации PCI Express. PICMG EXP.0 R1.0 (специально разработана для жестких условий эксплуатации). Имеет в своем составе мост PCI Express-PCI для подключения стандартных периферийных модулей формата PCI PICMG 2.0. Топология объединения модулей задается с помощью PCI Express SWITCH.

Источник