超级计算机是仅靠缓存技术制成的吗?

超级计算机是仅靠缓存技术制成的吗?

我在阅读有关内存层次结构的文章,我读到你可以只用缓存来构建计算机,但这样做并不划算。我想知道超级计算机是否由仅有的缓存技术?

答案1

认为超级计算机主要与速度有关可能是一种误解,因为事实并非如此。

超级计算机与计算有关,与功率有关。能够快速处理包含非常大或非常复杂值的大量数据集。这不需要速度,而是需要功率:超宽总线、庞大的指令集以及将大量数据快速发送到各个地方的能力。

最后一部分是我们通常所认为的“速度”真正发挥作用的唯一部分,而且它通常通过使用超高速网络来处理,因为大多数超级计算机都太大,无法通过蚀刻在硅上的路径在组件之间传递信息。

我想大家可能也很容易误解这一点。超级计算机确实很快。比任何 Alienware 和 1 万美元能买到的都要快。但它们的大部分能力,也就是性能,并非来自于速度,而是来自于之前提到的一次性处理大量数据的能力。

答案2

不……超级计算机也有常规内存。例如:

2006 年推出的 Cray XT4 增加了对 DDR2 内存、较新的双核和未来的四核 Opteron 处理器的支持。

来源:维基百科

Cray 的另一个例子:

Cray XK6 是 Cray XE6 超级计算机的增强版,于 2011 年 5 月发布。[1] XK6 使用与 XE6 相同的“刀片”架构,每个 XK6 刀片包含四个计算“节点”。每个节点由 16 核 AMD Opteron 6200 处理器组成配备 16 或 32 GB DDR3 RAM以及 Nvidia Tesla X2090 GPGPU配备 6 GB GDDR5 RAM,两者通过 PCI Express 2.0 连接。[2] 刀片上的节点之间共享两个 Gemini 路由器 ASIC,在节点之间提供三维环面网络拓扑。

来源:维基百科

答案3

您可能指的“缓存技术”是指用于保存从主内存预取的内存数据和/或尚未写入主内存的高速静态 RAM。您可能指的不是用于保存地址标签的内容寻址内存。

曾经有一段时间(铁氧体磁芯出现之后,但在 20 世纪 90 年代和 PC 普及之前),静态 RAM 被用来填充计算机的主内存。随着对内存容量(安装的内存总量)和密度(每平方英寸电路板面积的内存数量)的需求增加,使用 SRAM 的简单内存子系统的范例演变为使用动态 RAM(需要刷新电路)和缓存来弥补较慢的内存读写周期。从 SRAM 到 DRAM 生产的巨大转变使原本很小的价格差异变成了巨大的差异,此外还有功耗和物理密度方面的缺点。

一台(超级)计算机可以可以使用 SRAM 而不是 DRAM 作为主存储器,但成本效益比较低。SRAM 只能提供原始内存速度,但使用现代缓存技术增强的 DRAM 几乎可以达到该速度,而且成本、体积和功耗更低。

内存速度只是计算机整体性能的一个参数。对于超级计算机处理吞吐量通常是通过使用并行性来改进的,而不是使用金钱可以买到的最快的技术。通过将内存数据总线的宽度加倍来实现并行性。通过使用多个处理器来实现并行性。廉价大规模并行计算机的首次演示之一是基于加州理工学院的 64 个 (?) Intel i386 处理器。

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