Pour sa prochaine génération de supercalculateurs, Cray a voulu optimiser radicalement les I/O au niveau de chaque noeud. Le supercalculateur XC30 s'appuiera ainsi sur le système d'interconnexion Aries développé par le constructeur américain et sur une topologie de routage spécifique. Mises ensemble, ces deux innovations doivent permettre d'améliorer considérablement la bande passante interne.

Optimiser les I/O est important parce que «plus les processeurs deviennent rapides, plus il y a de données qui doivent entrer et sortir des processeurs pour les alimenter », a déclaré Barry Bolding, vice-président du marketing d'entreprise chez Cray. « La vitesse à laquelle les données doivent entrer et sortir du noeud a augmenté, et le réseau doit être en mesure de suivre.»

Attendu pour le début de l'année prochaine, le supercalculateur XC30 de Cray sera le premier et le seul ordinateur de la gamme XC a sortir dans les cinq prochaines années. Pour mettre au point cette architecture, en développement depuis plus de six ans, le constructeur a focalisé son travail sur l'amélioration de la bande passante globale. Comme l'a expliqué Barry Bolding, « il fallait donner à la machine la capacité de soutenir une lourde charge de travail quand tous les processeurs communiquent avec tous les autres processeurs. »

Gérer 120 millions d'I/O

Grâce à ce système d'interconnexion, chaque noeud est capable de traiter 120 millions d'entrées/sorties par seconde, contre 30 à 40 millions d'I/O par seconde pour la génération de supercalculateurs Cray XK précédente. Dans le nouveau système, chaque noeud dispose de sa propre interconnexion Aries 48-port. « Aries est unique dans le sens où il assume à la fois les fonctions de carte réseau et de routeur, offrant à chaque noeud un accès direct à tous les autres noeuds dans le système », a précisé le vice-président du marketing d'entreprise chez Cray.

Au mois de mai dernier, Cray a vendu - pour 140 millions de dollars - à Intel son programme de développement de matériel d'interconnexion, et une grande partie de la propriété intellectuelle à l'origine d'Aries. Ce dernier s'appuie sur le bus PCIe-3, préféré par Intel.

L'architecture XC dispose également d'une topologie réseau spécifique, appelée Dragonfly, qui relie tous les noeuds. Considérée comme une topologie de réseau directe, nécessitant moins de liaisons optiques et sans commutateurs externes, Dragonfly est le résultat des recherches menées conjointement par les ingénieurs de Cray et une équipe de l'Université de Stanford.