Kaiser: 128-CPU SMPサーバの構成と評価

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  • Kaiser 128 CPU SMP サーバ ノ コウセイ ト ヒョウカ
  • Kaiser: A 128-CPU SMP Server Design and Evaluation
  • 並列処理アーキテクチャ

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抄録

4? CPUから128? CPUまでのスケーラビリティを持ったUnixサーバKaiserを開発した．Unixサーバの主なアプリケーションであるOLTPやデータベース処理の高速実行を目指し，高いメモリ性能を実現した．アプリケーションの処理速度の安定性，再現性を重視し，システム全体でのメモリアクセス時間を均質に提供できるスヌープベースのSMPアーキテクチャを採用した．大規模SMPに求められる高いスヌープバンド幅やデータ転送バンド幅と，小規模構成からの拡張性を同時に満たすため，32CPU搭載可能なキャビネットをケーブルで接続するという構成を開発し，実装した．大規模システム実現で課題となる，資源競合の解消とアドレスアービトレーションのフェアネスを保証するために，バスプロトコルを新たに開発し，そのバスプロトコルの適正さと性能をシミュレーションにより検証した．実機により大規模データベースベンチマークを実施し，システムの高いスケーラビリティと小さいバスプロトコルオーバヘッドを確認した．

We developed the largest SMP UNIX server called Kaiser, which scalesup to 128\,CPUs. Kaiser is designed to run database and OLTPapplications that are the main applications of Unix servers. Weselected a snoop-base SMP architecture, and optimized the memoryaccess latency for fast execution of applications. Average memoryaccess latency is around 300 ns. To realize two contradictory goals,high snoop rate and large data bandwidth, and expandability from asmall configuration, we invented an expansion mechanism connecting32-CPU cabinets by cables. To guarantee fairness of addressarbitration, we developed a new retry based bus protocol and evaluatedits characteristics using simulation. We evaluated the scalability ofthe system and protocol overhead of the retry based bus protocol byrunning the large-scale database benchmark.

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