JP5521559B2 - 並列計算ネットワーク装置とその制御方法 - Google Patents
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Description
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態に係る並列計算ネットワーク装置のブロック図である。並列計算ネットワーク装置は、複数の演算ノード110〜11k(kは自然数)と、相互結合網12を備える。ここで、相互結合網12は、スイッチ装置121を備える。
典型的には、1段スイッチ230〜23mのそれぞれは、2段スイッチ240〜24nの全てと接続されている。
1段スイッチ230〜23mは、それぞれ接続されている2段スイッチ240〜24nとデータの送受信を行う。ここで、1段スイッチ230〜23mから2段スイッチ240〜24nに、演算ノード220〜22aに送出するデータが出力される。また1段スイッチは、2段スイッチからACK(Acknowledge)信号が入力される。
典型的には、2段スイッチ240〜24nのそれぞれは、3段スイッチ250〜25mの全てと接続されている。
2段スイッチ240〜24nは、それぞれ接続されている3段スイッチ250〜25mとデータの送受信を行う。ここで、2段スイッチ240〜24nから3段スイッチ250〜25mに、演算ノード220〜22aに送出するデータが出力される。また2段スイッチは、3段スイッチからACK(Acknowledge)信号が入力される。
演算ノード210〜21aは、演算ノード220〜22aに送出するデータを、それぞれ接続された1段スイッチ230〜23mに出力する。
すなわち、演算ノード210〜21aから出力されたデータは、1段スイッチ230〜23m、2段スイッチ240〜24n、3段スイッチ250〜25mを介して、演算ノード220〜22aに入力される。
スイッチ装置30は、複数個の入力バッファ310〜31b(bは自然数)と、クロスバースイッチ32と、検出回路33を備える。
入力バッファ310〜31bは、クロスバースイッチ32から出力された調停情報を入力し、入力バッファ310〜31bの使用状態に基づいて、接続されている前段のスイッチ装置または演算ノードに、入力ACK信号を出力する。例えば、入力バッファ310は、クロスバースイッチ32から出力された調停情報#0を入力し、入力#0に入力ACK信号を出力する。
クロスバースイッチ32は、入力バッファ310〜31bから入力されたデータについて、出力先のルーティングを行う。例えば、1段スイッチ230のクロスバースイッチ32から2段スイッチ240に出力データ#0が入力されると、2段スイッチ240は、出力データ#0を2段スイッチ240の入力バッファ310に格納する。2段スイッチ240のクロスバースイッチ32はルーティングを行い、例えば、入力バッファ310に格納されたデータ#0を、出力データ#1として3段スイッチ241に出力する。3段スイッチ241は、出力データ#1を3段スイッチ241の入力バッファ311に格納する。
また例えば、1段スイッチ231のクロスバースイッチ32から2段スイッチ240に出力データ#1が入力されると、2段スイッチ240は、出力データ#1を2段スイッチ240の入力バッファ311に格納する。2段スイッチ240のクロスバースイッチ32はルーティングを行い、例えば、入力バッファ310に格納されたデータ#1を、出力データ#3として3段スイッチ243に出力する。3段スイッチ243は、出力データ#3を3段スイッチ243の入力バッファ313に格納する。
またクロスバースイッチ32は、複数の入力バッファ310〜31bから同時にデータ転送の要求を受けた場合には、いずれか1つを選択してデータの出力を行う。クロスバースイッチ32は、競合するために選択されなかった入力バッファに対して、ビジー状態であることを示す調停情報を出力する。
すなわち、ACK信号を用いたハンドシェイクを行うことにより、n段スイッチ間のインターフェースにおいて通信データをロストすることなく、データ転送を行う。
なお、1段スイッチ230〜23mがデータを出力し、入力ACK信号が入力されるまでの最短時間は、1段スイッチから2段スイッチへのデータ転送の信号線遅延と、2段スイッチの入力バッファでの制御の遅延と、2段スイッチから1段スイッチへのACK信号の信号線遅延の総和となる。
すなわち1段スイッチ230〜23mは、2段スイッチからの入力ACK信号の返却の遅延が生じている場合や、入力ACK信号が返却されない場合には、2段スイッチは負荷がかかっている状態であると判定して、後のデータからは他の2段スイッチに出力する。例えば、1段スイッチ230が2段スイッチ240にデータを送出し、ある一定時間以上2段スイッチからのACK信号の応答がなければ、1段スイッチ230はデータの転送先を2段スイッチ240から他の2段スイッチに切り替えて、後続のデータの転送を行う。
3段スイッチ250〜25mは、通信データに含まれる行き先演算ノード情報より、行き先の演算ノード220〜22aに対し、通信データを出力する。
相互結合網22がさらに多段のスイッチ装置30から構成される場合には、上記の1段スイッチで行った動作を、他段のスイッチ装置30でも行う。例えば、相互結合網22が4段のスイッチ装置30から構成される場合には、1段スイッチが2段スイッチを選択するのと同様に、2段スイッチが3段スイッチを選択して、データの転送を行う。
12 相互結合網
121 スイッチ装置
22 相互結合網
210-21a 演算ノード
220-22a 演算ノード
230-23m 1段スイッチ
240-24n 2段スイッチ
250-25m 3段スイッチ
30 スイッチ装置
310-31b 入力バッファ
32 クロスバースイッチ
33 検出回路
Claims (8)
- 1段につき複数のスイッチ装置を有し、前記スイッチ装置を多段に備える結合網と、
前記結合網に結合された演算ノードと、を備え、
前記スイッチ装置は、前記スイッチ装置に入力された信号を格納する複数の入力バッファを有し、
x(xは自然数)段目の前記スイッチ装置は、前記演算ノードから他の演算ノードへの伝送されるデータが前記x段目のスイッチ装置に入力された場合に、前記x段目のスイッチ装置から(x+1)段目の前記スイッチ装置に前記データを送出し、前記データの送出に応じて前記(x+1)段目のスイッチ装置から前記x段目のスイッチ装置に送出されるフロー制御信号に基づいて前記(x+1)段目のスイッチ装置の状態を判定し、判定結果に基づいて、x段目のスイッチ装置から次にデータを送出する送出先を(x+1)段目のスイッチ装置の中から選択し、
前記フロー制御信号は、前記データに対するACK信号であり、
(x+1)段目のスイッチ装置に備えられた前記入力バッファは、データを格納できない状態の場合にはx段目のスイッチ装置へのACK信号の応答を待機し、
前記x段目のスイッチ装置は、前記(x+1)段目のスイッチ装置から入力されるACK信号に基づくハンドシェイクによりデータの出力を行う、
並列計算ネットワーク装置。 - 前記入力バッファから転送されたデータの出力を行うクロスバースイッチと、を備え、
前記クロスバースイッチは前記入力バッファに調停情報を送信し、調停情報がビジー状態の場合には、前記入力バッファは前記クロスバースイッチへのデータ転送を待機する、
請求項1に記載の並列計算ネットワーク装置。 - 前記入力バッファは、前記クロスバースイッチから前記入力バッファに送出された調停情報がビジー状態を示す場合にはデータを格納して転送を待機し、
前記調停情報がビジー状態から解除された場合には、前記入力バッファに先に入力されたデータから順番に、前記クロスバースイッチへデータの転送を行う、
請求項2に記載の並列計算ネットワーク装置。 - 前記x段目のスイッチ装置は、前記(x+1)段目のスイッチ装置から入力されるフロー制御信号の応答時間を検出する検出回路を備え、
前記応答時間に基づいて前記(x+1)段目のスイッチ装置の状態を判定し、
判定結果に基づいて接続先となる(x+1)段目のスイッチ装置を選択する、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の並列計算ネットワーク装置。 - 1段につき複数のスイッチ装置を有し、前記スイッチ装置を多段に備える結合網と、
前記結合網に結合された演算ノードと、を備える並列計算ネットワーク装置の制御方法であって、
前記スイッチ装置は、前記スイッチ装置に入力された信号を格納する複数の入力バッファと、を有し、
前記演算ノードは他の演算ノードに伝送するデータを送出し、
前記データが入力されたx段目のスイッチ装置から(x+1)段目のスイッチ装置に前記データを送出し、
前記データに応じて(x+1)段目のスイッチ装置からx段目のスイッチ装置へ応答されるフロー制御信号に基づいて、(x+1)段目のスイッチ装置の状態を判定し、
前記判定結果に応じてx段目のスイッチ装置から次に送出するデータの転送先を(x+1)段目のスイッチ装置の中から選択し、
前記フロー制御信号は、前記データに対するACK信号であり、
(x+1)段目のスイッチ装置に備えられた前記入力バッファは、データを格納できない状態の場合にはx段目のスイッチ装置へのACK信号の応答を待機し、前記x段目のスイッチ装置は、前記(x+1)段目のスイッチ装置から入力されるACK信号に基づくハンドシェイクによりデータの出力を行う、
並列計算ネットワーク装置の制御方法。 - 前記入力バッファから転送されたデータの出力を行うクロスバースイッチと、を備える並列計算ネットワーク装置の制御方法であって、
前記クロスバースイッチは前記入力バッファに調停情報を送信し、調停情報がビジー状態の場合には、前記入力バッファは前記クロスバースイッチへのデータ転送を待機する、
請求項5に記載の並列計算ネットワーク装置の制御方法。 - 前記入力バッファは、前記クロスバースイッチから前記入力バッファに送出された調停情報がビジー状態を示す場合にはデータを格納して転送を待機し、
前記調停情報がビジー状態から解除された場合には、前記入力バッファに先に入力されたデータから順番に、前記クロスバースイッチへデータの転送を行う、
請求項6に記載の並列計算ネットワーク装置の制御方法。 - 前記x段目のスイッチ装置は、前記(x+1)段目のスイッチ装置から入力されるフロー制御信号の応答時間を検出し、
前記応答時間に基づいて前記(x+1)段目のスイッチ装置の状態を判定し、
判定結果に基づいて接続先となる(x+1)段目のスイッチ装置を選択する、
請求項5乃至請求項7のいずれか1項に記載の並列計算ネットワーク装置の制御方法。
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