KR100349671B1 - 3-링크 노드 상호연결 장치 및 그 방법과 그를 이용한 병렬처리 시스템 - Google Patents

3-링크 노드 상호연결 장치 및 그 방법과 그를 이용한 병렬처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노드 연결 장치에 관한 것으로, 고정된 3개의 연결 링크를 가지고도 자유로운 노드의 확장을 보장하고 2n(n > 1)개의 노드로 분할이 용이하여 일반 패키지 방법에 적합한 개선된 연결 장치인, 3-링크 노드 상호연결 장치 및 그 방법과 그를 이용한 병렬처리 시스템을 제공하기 위하여, 세 개의 링크를 가지며 상기 세 개의 링크가 각각 다른 노드와 연결되어 있는 제 1 노드; 세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 X+ 방향 및 X- 방향의 연결을 담당하는 제 2 노드; 세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Y+ 방향 및 Y- 방향의 연결을 담당하는 제 3 노드; 및 세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Z+ 방향 및 Z- 방향의 연결을 담당하는 제 4 노드를 포함하며, 병렬처리 시스템 등에 이용됨.

Description

3-링크 노드 상호연결 장치 및 그 방법과 그를 이용한 병렬처리 시스템{Apparatus And Method For Interconnecting 3-link Nodes, And Parallel Processing System Using Them}
본 발명은 노드 연결 장치에 관한 것으로, 특히, 3-링크 노드 상호연결 장치 및 그 방법과 기록매체 및 그를 이용한 병렬처리 시스템에 관한 것이다.
다수의 프로세서를 이용하여 동시에 병렬적으로 작업을 처리함으로써 뛰어난 성능을 얻고자 하는 병렬처리 시스템에서, 다수의 프로세서들로 구성된 노드를 연결하고 데이터를 전송하는 상호연결망은 병렬처리 시스템의 특성과 성능을 좌우하는 매우 중요한 구성 요소이다.
즉, 병렬처리 시스템에서 각 노드는 인접 노드들과 연결을 위하여 다수의 링크를 가지고 있으며, 노드내 연결 링크의 갯수와 링크를 연결하는 방법에 따라 데이터 전송 방법에 차이가 발생하고 이는 결국 병렬처리 시스템의 특성과 성능을 좌우하게 된다.
현재 상용 병렬처리 시스템에서 주로 채택하고 있는 상호연결망은 버스(bus), 링(ring), 크로스바(crossbar), 메쉬(mesh), 하이퍼큐브(hypercube) 상호연결망 등이다.
그러나 버스, 링, 크로스바 상호연결망은 대규모 병렬처리 시스템 구성시 성능이나 비용면에서 큰 부담을 가지고 있어서 주로 소규모의 시스템 구성시 사용된다.
메쉬(mesh) 상호연결망은 노드내 연결 링크의 갯수가 4인 경우 2차원 메쉬나 2차원 토러스 메쉬 연결 구조를 제공할 수 있으며, 노드내 연결 링크의 개수가 6인 경우 3차원 메쉬나 3차원 토러스 메쉬 연결 구조를 제공할 수 있다.
예를 들어, "ASCI TFLOPS 시스템"(인텔(Intel)사가 운용하고 있는 시스템)은 노드내 5개의 연결 링크를 이용하여 2중 2차원 메쉬(two x-y plane mesh) 상호연결망을 구성하였다.
노드내 연결 링크의 갯수가 3일 경우 메쉬 상호연결망을 구성하기 어려운 문제를 해결하기 위하여 이반 스토메노빅(Ivan Stojmenovic)은 노드내 고정된 3개의 연결 링크를 이용하여 메쉬 상호연결망의 변형인 하니코움(Honeycomb) 상호연결망을 제시하였다(Ivan Stojmenovic, ``Honeycomb Networks: Topological Properties and Communication Algorithms", {\it IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems}, pp 1036 - 1042, Oct. 1997.).
하니코움(Honeycomb) 상호연결망은 고정된 3개의 연결 링크를 가지고도 자유롭게 확장이 가능한 메쉬 상호연결망의 장점을 가지고 있다. 그러나, 하니코움(Honeycomb) 상호연결망의 경우 2n(n > 1)개의 노드로 분할하기가 쉽지 않아서 일반 패키지 방법을 적용하기 어려운 문제점을 가지고 있다.
하이퍼큐브 상호연결망은 노드내 연결 링크의 갯수가 3인 경우 3차원 하이퍼큐브 연결 구조, 노드내 연결 링크의 갯수가 4인 경우 4차원 하이퍼큐브 연결 구조, 그리고 노드내 연결 링크의 갯수가 5인 경우 5차원 하이퍼큐브 연결 구조를 가진다.
하이퍼큐브 상호연결망은 연결 대상 노드의 수가 증가함에 따라 노드내 연결 링크의 갯수가 비례적으로 증가하는 성향을 가지고 있다. 이러한 성향은 노드내 연결 링크의 갯수를 고정시키지 못함으로써 시스템 개발이 어렵다는 문제점을 가지고 있다.
이러한 하이퍼큐브 상호연결망의 단점을 보완하기 위하여 에프.피.프리파라타(F. P. Preparata) 등이 큐브 커넥티드 싸이클(Cube Connected Cycle) 상호연결망을 제안하였으며(F. P. Preparata et. al ., ``The cube-connected cycles: A versatile network for parallel computation", {\it Communication on ACM}, pp 300 - 309, May 1981.), 아이.와이.이(I. Y. Lee)등은 오류 허용 그래프 모델을 사용하여 하이퍼큐브 상호연결망과 큐브 커넥티드 싸이클(Cube Connected Cycle) 상호연결망, 그리고 유사 상호연결망간의 연관 관계를 정립하였다(I. Y. Lee et. al ., ``Ring-Connected Networks and Their Relationship to Cubical Ring Connected Cycles and Dynamic Redundancy Networks", {\it IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems}, pp 988 - 996, Sep. 1995.).
큐브 커넥티드 싸이클(Cube Connected Cycle) 상호연결망은 노드내 n개의 연결 링크를 가지고 n x 2n개의 노드를 연결할 수 있어 2n개의 노드를 연결할 수 있는 하이퍼큐브에 비해 상당한 개선을 하였다.
하지만 노드내 고정된 연결 링크로 확장할 수 있는 한계를 가지고 있어서 노드내 연결 링크의 수가 3일 경우 최대 24개 노드를 연결할 수 있다.
아알.슈(R. Shu) 등은 하이퍼큐브 상호연결망 및 큐브 커넥티드 싸이클(Cube Connected Cycle) 상호연결망을 개선하여 더 많은 수의 노드를 연결할 수 있고 데이터 전송 지연시간을 단축하여 시스템 성능을 향상시킬 수 있는 개선된 하이퍼큐브 상호연결망을 제안하였다(R. Shu et. al ., ``Improved Hypercube Topology for Multiprocessors Computer Systems", {\it USP 5,170,482}, Dec. 8. 1992.).
그러나, 개선된 하이퍼큐브 상호연결망은 일반 하이퍼큐브 상호연결망에 추가의 연결 링크를 부가하여 구성한 것으로서 불행히도 3개의 연결 링크를 갖는 노드를 연결하지 못하는 문제점을 가지고 있다.
이하, 도 1 을 참조하여 상기한 바와 같은 종래의 기술에 대하여 설명한다.
도 1a 내지 도 1c 는 종래의 병렬처리 시스템에서 노드내 고정된 3 개의 연결 링크를 이용하여 구성하는 연결 방법의 일예시도이다.
즉, 도 1a 는 3차원 하이퍼큐브 상호연결망을 나타낸 것으로, 3차원 하이퍼큐브 상호연결망에서 각 노드는 3개의 연결 링크를 가지고 있으며 최대 8개의 노드가 연결될 수 있으나, 노드의 갯수를 확장하고자 할 경우 각 노드내 연결 링크의 갯수가 비례적으로 추가되어야 하기 때문에 고정된 3개의 연결 링크로는 더이상 노드 수의 확장이 불가능하다는 문제점이 있다.
도 1b 는 큐브 커넥티드 싸이클(Cube Connected Cycle) 상호연결망을 나타낸 것으로, 큐브 커넥티드 싸이클(Cube Connected Cycle) 상호연결망은 하이퍼큐브 상호연결망이 갖는 단점을 개선하여 고정된 갯수의 연결 링크를 가지고도 하이퍼큐브 상호연결망에 비해 노드의 갯수를 더욱 확장할 수 있고, 고정된 3개의 연결 링크를 이용하여 하이퍼큐브 형태의 차원(dimension) 확장이 가능하지만 차원(dimension)이 증가할수록 연결 구조가 복잡해지는 문제점이 있으며, 보통 하나의 캐비넷에 2n(n > 1)개 노드를 장착하는 일반 패키지 방법에 적합하지 않다는 문제점이 있다.
도 1c 는 하니코움(Honeycomb) 상호연결망을 나타낸 것으로, 하니코움(Honeycomb) 상호연결망은 3개의 연결 링크를 가지고 구성하기 어려운 메쉬 상호연결망의 단점을 개선하여 고정된 3개의 연결 링크를 이용하여 자유로이 노드 갯수를 확장할 수 있는 상호연결망으로서, 연결 구조가 단순하면서도 자유롭게 노드 갯수를 확장할 수 있는 메쉬 상호연결망의 장점을 가지고 있지만, 2n(n > 1)개 노드로 분할이 용이하지 않기 때문에 하나의 캐비넷에 2n(n > 1)개 노드를 장착하는 일반 패키지 방법에 적합하지 않다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고정된 3개의 연결 링크를 가지고도 자유로운 노드의 확장을 보장하고 2n(n > 1)개의 노드로 분할이 용이하여 일반 패키지 방법에 적합한 개선된 연결 장치인, 3-링크 노드 상호연결 장치 및 그 방법과 기록매체 및 그를 이용한 병렬처리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1a 내지 도 1c 는 종래의 병렬처리 시스템에서 노드내 고정된 3 개의 연결 링크를 이용하여 구성하는 연결 방법의 일예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 상호연결망의 일실시예 도면.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 병렬처리 시스템을 구성하는 하나의 노드를 나타낸 일실시예 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 3개의 연결 링크를 가진 4개의 노드를 연결하여 하나의 그룹으로 연결하는 방법을 나타낸 일예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 하나의 노드 그룹을 다수개 연결하여 구성한 메쉬 형태 병렬처리 시스템의 일실시예 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
201,202 : 프로세서 203 : 프로세서 버스
204 : 메모리 및 입출력 제어기 205 : 연결망 인터페이스
206,207,208 : 연결 링크
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 3-링크 노드 상호연결 장치에 있어서, 세 개의 링크를 가지며 상기 세 개의 링크가 각각 다른 노드와 연결되어 있는 제 1 노드; 세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 X+ 방향 및 X- 방향의 연결을 담당하는 제 2 노드; 세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Y+ 방향 및 Y- 방향의 연결을 담당하는 제 3 노드; 및 세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Z+ 방향 및 Z- 방향의 연결을 담당하는 제 4 노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 방법은, 3-링크 노드 상호연결 장치에 적용되는 3-링크 노드 상호연결 방법에 있어서, 세 개의 링크를 갖는 제 1 노드의 상기 세 개의 링크가 각각 다른 노드와의 연결을 담당하도록 하는 제 1 단계; 세 개의 링크를 갖는 제 2 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 X+ 방향 및 X- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 2 단계; 세 개의 링크를 갖는 제 3 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 Y+ 방향 및 Y- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 3 단계; 및 세 개의 링크를 갖는 제 4 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 Z+ 방향 및 Z- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 시스템은, 다수 개의 3-링크 노드 상호연결 장치를 이용한 병렬처리 시스템에 있어서, 노드로 분할이 용이하도록, 4 개의 노드를 하나의 그룹으로 하여 구성된 다수 개의 3-링크 노드 상호연결 장치로 상호연결망을 구성하되, 상기 각 3-링크 노드 상호연결 장치는, 세 개의 링크를 가지며 상기 세 개의 링크가 각각 다른 노드와 연결되어 있는 제 1 노드; 세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 X+ 방향 및 X- 방향의 연결을 담당하는 제 2 노드; 세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Y+ 방향 및 Y- 방향의 연결을 담당하는 제 3 노드; 및 세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Z+ 방향 및 Z- 방향의 연결을 담당하는 제 4 노드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 3-링크 노드 상호연결을 위하여, 프로세서를 구비한 3-링크 노드 상호연결 장치에, 세 개의 링크를 갖는 제 1 노드의 상기 세 개의 링크가 각각 다른 노드와의 연결을 담당하도록 하는 제 1 기능; 세 개의 링크를 갖는 제 2 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 X+ 방향 및 X- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 2 기능; 세 개의 링크를 갖는 제 3 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 Y+ 방향 및 Y- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 3 기능; 및 세 개의 링크를 갖는 제 4 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 Z+ 방향 및 Z- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
본 발명은 노드내 고정된 3개의 연결 링크를 가지고 구성하는 기존의 상호연결망들이 갖는 문제, 즉 고정된 3개의 연결 링크를 이용하여 자유롭게 확장이 가능하지만 2n(n > 1)개의 노드로 분할하기가 쉽지 않아서 일반 패키지 방법을 적용하기 어려운 하니코움(Honeycomb) 상호연결망의 문제를 극복하고, 기존 하이퍼큐브 상호연결망보다 더 많은 노드를 연결할 수있지만 여전히 노드 수 확장이 제한적인 큐브 커넥티드 싸이클(Cube Connected Cycle) 상호연결망과 개선된 하이퍼큐브 상호연결망의 단점을 개선하여 고정된 3개의 연결 링크를 가지고도 자유로운 노드의 확장을 보장하고 2n(n > 1)개의 노드로 분할이 용이하여 일반 패키지 방법에 적합한 개선된 연결 방법을 제시한다.
즉, 본 발명에서 각 노드는 고정된 3개의 연결 링크를 가지고 있으며 4개의 노드가 하나의 그룹을 형성한다. 그룹내 한 노드는 나머지 3개 노드를 연결하는 구심점 역할을 담당하며, 나머지 3개 노드는 X+ 방향, X- 방향, Y+ 방향, Y- 방향, Z+ 방향, Z- 방향으로 연결을 담당한다.
4개의 노드로 구성된 하나의 노드 그룹은 모두 6개의 연결 링크를 제공하기 때문에 다수의 노드 그룹들을 2차원 메쉬, 3차원 메쉬 상호연결망이나 최대 6차원 하이퍼큐브 상호연결망으로 구성할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5 를 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 상호연결망의 일실시예 도면으로서, 고정된 3개의 연결 링크를 이용하여 자유롭게 노드 갯수를 확장할 수 있고, 2n(n > 1)개 노드로 분할이 용이하여 일반 패키지 방법에 적합한 개선된 상호연결망의 도면이다.
각 노드는 고정된 3개의 연결 링크를 가지고 있으며 4개의 노드(101, 102, 103, 104)가 하나의 그룹(100)을 형성한다.
그룹내 한 노드(101)는 나머지 3개 노드를 연결하는 구심점 역할을 담당하며, 나머지 3개 노드(102, 103, 104) 는 X+ 방향, X- 방향, Y+ 방향, Y- 방향, Z+방향, Z- 방향으로 연결을 담당한다.
즉, 나머지 3개 노드(102, 103, 104) 각각은 중심 노드(101)와 연결을 위한 1개의 연결 링크(105, 106, 107)와 각 방향(X,Y,Z) 연결을 위한 2개의 연결 링크(108-109, 110-111, 112-113)를 가진다.
4개의 노드로 구성된 하나의 노드 그룹(100)은 모두 6개의 연결 링크(108, 109, 110, 111, 112, 113)를 제공하기 때문에 다수의 노드 그룹들을 2차원 메쉬, 3차원 메쉬 상호연결망이나 최대 6차원 하이퍼큐브 상호연결망을 구성할 수 있다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 병렬처리 시스템을 구성하는 하나의 노드를 나타낸 일실시예 구성도로서, 노드는 공통적으로 다수의 프로세서(201,202)와 하나의 메모리 및 입출력 제어기(204), 그리고 연결망 인터페이스(205)로 구성된다.
여기서, 도 3a 는 주로 씨씨-누마(CC-NUMA) 병렬처리 시스템을 구성하는 노드(200)의 구조를 보여준다.
다수의 프로세서(201,202)가 프로세서 버스(203)에 연결되어 있으며 메모리 및 입출력을 제어하는 하나의 메모리 및 입출력 제어기(204)가 역시 프로세서 버스(203)에 연결되어 있다.
다수의 프로세서(201,202)와 하나의 메모리 및 입출력 제어기(204)는 캐쉬 일관성 유지 프로토콜을 사용하여 데이터 전송을 수행한다.
프로세서 버스(203)에 연결된 연결망 인터페이스(205)는 원격 노드간의 데이터 전송을 수행하며, 원격 캐쉬 메모리의 일관성 유지를 위해 캐쉬 일관성 유지 프로토콜을 수행한다.
즉, 도 3a 는 3개의 연결 링크(206, 207, 208)를 제공하는 노드를 나타내고 있다.
한편, 도 3b 는 주로 메시지 패싱 기반의 클러스터링 병렬처리 시스템을 구성하는 노드(300)의 구조를 보여준다. 다수의 프로세서(301,302)가 프로세서 버스(303)에 연결되어 있으며 메모리 및 입출력을 제어하는 하나의 메모리 및 입출력 제어기(304)가 역시 프로세서 버스(303)에 연결되어 있다.
씨씨-누마(CC-NUMA) 병렬처리 시스템을 구성하는 노드(200)와 마찬가지로 다수의 프로세서(301,302)와 하나의 메모리 및 입출력 제어기(304)는 캐쉬 일관성 유지 프로토콜을 사용하여 데이터 전송을 수행한다.
연결망 인터페이스(305)는 프로세서 버스(303)에 연결되어 있지 않고 메모리 및 입출력 제어기(304)에 연결되어 메시지 패싱 기반의 데이터 전송을 담당한다. 그리고, 원격 메모리의 직접 접근을 허용하지 않거나 캐쉬 일관성 유지 프로토콜을 수행하지 않는다.
즉, 도 3b 도 3개의 연결 링크(306, 307, 308)를 제공하는 노드를 나타내고 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 3개의 연결 링크를 가진 4개의 노드를 연결하여 하나의 그룹으로 연결하는 방법을 나타낸 일예시도로서, 도 3a 및 도 3b 에 도시된 3개의 연결 링크를 가진 노드를 4개 연결하여 도 2 에서 설명한 하나의 그룹으로 연결하는 방법을 나타낸다.
즉, 도 2 에서 설명한 바와 같이 각 노드(401, 402, 403, 404)는 고정된 3개의 연결 링크를 가지고 있으며 4개의 노드가 하나의 그룹(400)을 형성한다.
그룹내 한 노드(401)는 나머지 3개 노드(402, 403, 404)를 연결하는 구심점 역할을 담당하여 구심 노드(401)의 3개 링크(405, 408, 411)는 각각 나머지 3개 노드(402, 403, 404)를 연결한다.
구심 노드(401)를 제외한 나머지 3개의 노드(402, 403, 404)는 각각 3개의 연결 링크(405 내지 407, 408 내지 410, 411 내지 413)를 가지고 있어 그 중 1개의 링크(405, 408, 411)는 구심 노드(401)로 연결되고 3개 노드(402, 403, 404)의 각 나머지 2개 연결 링크(406,407,409,410,412,413)는 노드 그룹(400)의 연결 링크로 사용된다.
따라서, 한 노드 그룹(400)은 3개 노드에서 각 2개의 연결 링크를 제공하여 총 6개의 연결 링크(406,407,409,410,412,413)를 가지게 된다.
6개의 노드 그룹 연결 링크는 X방향 2개(406,407), Y방향 2개(409,410), 그리고 Z방향 2개(412,413)씩 할당되어 2차원 메쉬 상호연결망이나 3차원 메쉬 상호연결망 또는 최대 6차원의 하이퍼큐브 상호연결망을 구성한다.
도 5 는 본 발명에 따른 하나의 노드 그룹을 다수개 연결하여 구성한 메쉬 형태 병렬처리 시스템의 일실시예 구성도로서, 도 4 에서 설명한 하나의 노드 그룹을 다수개 연결하여 메쉬 형태의 병렬처리 시스템을 구성한 예이다.
4개의 노드를 도 4 의 방법으로 연결하여 하나의 그룹으로 형성하고 다수의 그룹을 X-Y 2차원 메쉬 상호연결망으로 구성한다.
구성 방법에 따라 Z방향으로 확장함으로써 X-Y-Z 3차원 메쉬 상호연결망으로 구성할 수 있으며 최대 6차원 하이퍼큐브를 구성할 수 있다. 본 연결 방법은 2n(n > 1)개의 노드로 분할이 용이하여 일반적 패키지 방법에 적합하며, 연결 방법이 쉬운 장점이 있다.상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은 노드내 고정된 3개의 연결 링크를 이용하여 노드의 확장 연결이 자유로우면서 2n(n > 1)개 노드로 분할이 용이하여 일반 패키지 방법에 적합하고 노드 그룹간 연결 방법이 손쉬운 개선된 연결 방법을 제공함으로써, 노드 갯수의 확장을 용이하게 하며, 노드간 연결 링크를 쉽게 연결할 수 있고, 일반적 패키지 방법에 적합한 연결 구조를 지원하여 결과적으로 대규모 병렬처리 시스템을 효과적으로 구성할 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 3-링크 노드 상호연결 장치에 있어서,
    세 개의 링크를 가지며 상기 세 개의 링크가 각각 다른 노드와 연결되어 있는 제 1 노드;
    세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 X+ 방향 및 X- 방향의 연결을 담당하는 제 2 노드;
    세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Y+ 방향 및 Y- 방향의 연결을 담당하는 제 3 노드; 및
    세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Z+ 방향 및 Z- 방향의 연결을 담당하는 제 4 노드
    를 포함하는 3-링크 노드 상호연결 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 3-링크 노드 상호연결 장치는 2n(n > 1)개의 노드로 용이하게 분할되는 것을 특징으로 하는 3-링크 노드 상호연결 장치.
  3. 3-링크 노드 상호연결 장치에 적용되는 3-링크 노드 상호연결 방법에 있어서,
    세 개의 링크를 갖는 제 1 노드의 상기 세 개의 링크가 각각 다른 노드와의 연결을 담당하도록 하는 제 1 단계;
    세 개의 링크를 갖는 제 2 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 X+ 방향 및 X- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 2 단계;
    세 개의 링크를 갖는 제 3 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 Y+ 방향 및 Y- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 3 단계; 및
    세 개의 링크를 갖는 제 4 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 Z+ 방향 및 Z- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 4 단계
    를 포함하는 3-링크 노드 상호연결 방법.
  4. 다수 개의 3-링크 노드 상호연결 장치를 이용한 병렬처리 시스템에 있어서,
    노드로 분할이 용이하도록, 4 개의 노드를 하나의 그룹으로 하여 구성된 다수 개의 3-링크 노드 상호연결 장치로 상호연결망을 구성하되,
    상기 각 3-링크 노드 상호연결 장치는,
    세 개의 링크를 가지며 상기 세 개의 링크가 각각 다른 노드와 연결되어 있는 제 1 노드;
    세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 X+ 방향 및 X- 방향의 연결을 담당하는 제 2 노드;
    세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Y+ 방향 및 Y- 방향의 연결을 담당하는 제 3 노드; 및
    세 개의 링크를 가지며 그 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와 연결되어 있고, 나머지 두 개의 링크가 Z+ 방향 및 Z- 방향의 연결을 담당하는 제 4 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 노드 분할은, 2n(n > 1)개의 노드로 분할하는 것을 특징으로 하는 병렬처리 시스템.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 다수 개의 3-링크 노드 상호연결 장치는, 2 차원 메쉬 상호연결망으로 구성된 것을 특징으로 하는 병렬처리 시스템.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 다수 개의 3-링크 노드 상호연결 장치는, 3 차원 메쉬 상호연결망으로 구성된 것을 특징으로 하는 병렬처리 시스템.
  8. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 다수 개의 3-링크 노드 상호연결 장치는, 6 차원 하이퍼큐브 상호연결망으로 구성된 것을 특징으로 하는 병렬처리 시스템.
  9. 3-링크 노드 상호연결을 위하여, 프로세서를 구비한 3-링크 노드 상호연결 장치에,
    세 개의 링크를 갖는 제 1 노드의 상기 세 개의 링크가 각각 다른 노드와의 연결을 담당하도록 하는 제 1 기능;
    세 개의 링크를 갖는 제 2 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 X+ 방향 및 X- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 2 기능;
    세 개의 링크를 갖는 제 3 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 Y+ 방향 및 Y- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 3 기능; 및
    세 개의 링크를 갖는 제 4 노드의 상기 세 개의 링크 중 한 개의 링크가 상기 제 1 노드와의 연결을 담당하도록 하고, 나머지 두 개의 링크가 Z+ 방향 및 Z- 방향의 연결을 담당하도록 하는 제 4 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6314110B1 (en) * 1998-03-06 2001-11-06 Cisco Technology, Inc. Method and apparatus for distributed bandwidth allocation for a bi-directional ring media with spatial and local reuse
US6732147B1 (en) 2000-07-31 2004-05-04 The Boeing Company Leaving a broadcast channel
US6910069B1 (en) * 2000-07-31 2005-06-21 The Boeing Company Joining a broadcast channel
US6920497B1 (en) 2000-07-31 2005-07-19 The Boeing Company Contacting a broadcast channel
US7050398B1 (en) * 2000-12-26 2006-05-23 Cisco Technology, Inc. Scalable multidimensional ring networks
JP2005078177A (ja) * 2003-08-28 2005-03-24 Nec Electronics Corp 並列演算装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175733A (en) * 1990-12-27 1992-12-29 Intel Corporation Adaptive message routing for multi-dimensional networks
US5471589A (en) * 1993-09-08 1995-11-28 Unisys Corporation Multiprocessor data processing system having nonsymmetrical channel(x) to channel(y) interconnections
JPH08111690A (ja) * 1994-10-13 1996-04-30 Oki Electric Ind Co Ltd ノード間接続装置、ノード装置及び格子型ネットワークシステム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5170482A (en) 1987-08-14 1992-12-08 Regents Of The University Of Minnesota Improved hypercube topology for multiprocessor computer systems
JP2509947B2 (ja) * 1987-08-19 1996-06-26 富士通株式会社 ネットワ−ク制御方式
US5471623A (en) * 1991-02-26 1995-11-28 Napolitano, Jr.; Leonard M. Lambda network having 2m-1 nodes in each of m stages with each node coupled to four other nodes for bidirectional routing of data packets between nodes
US5669008A (en) * 1995-05-05 1997-09-16 Silicon Graphics, Inc. Hierarchical fat hypercube architecture for parallel processing systems
US5842034A (en) * 1996-12-20 1998-11-24 Raytheon Company Two dimensional crossbar mesh for multi-processor interconnect
US6167502A (en) * 1997-10-10 2000-12-26 Billions Of Operations Per Second, Inc. Method and apparatus for manifold array processing
US6230252B1 (en) * 1997-11-17 2001-05-08 Silicon Graphics, Inc. Hybrid hypercube/torus architecture

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5175733A (en) * 1990-12-27 1992-12-29 Intel Corporation Adaptive message routing for multi-dimensional networks
US5471589A (en) * 1993-09-08 1995-11-28 Unisys Corporation Multiprocessor data processing system having nonsymmetrical channel(x) to channel(y) interconnections
JPH08111690A (ja) * 1994-10-13 1996-04-30 Oki Electric Ind Co Ltd ノード間接続装置、ノード装置及び格子型ネットワークシステム

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