شركة كوادريكس

الموسوعة الحرة

كانت شركة كوادريكس شركةً متخصصةً في الحواسيب العملاقة، تأسست عام ١٩٩٦ كمشروع مشترك بين شركة ألينيا سبازيو والفريق التقني من شركة ميكو ساينتيفيك . أنتجت الشركة أجهزةً وبرامجَ لتجميع أنظمة الحواسيب التجارية في أنظمة متوازية ضخمة . وبلغت ذروة نجاحها في يونيو ٢٠٠٣ عندما اعتمدت ستة من أسرع عشرة حواسيب عملاقة في العالم على تقنية الربط البيني من كوادريكس. [ ١ ] أُغلقت الشركة رسميًا في ٢٩ يونيو ٢٠٠٩. [ ٢ ]

تاريخ الشركة

استُخدم اسم Quadrics لأول مرة عام 1993 لإصدار تجاري من حاسوب APE100 SIMD المتوازي ، الذي أنتجته شركة Alenia Spazio وطُوّر في الأصل من قِبل المعهد الوطني الإيطالي للفيزياء النووية (INFN ). وفي عام 1996، تأسست شركة تابعة جديدة لشركة Alenia، وهي Quadrics Supercomputers World (QSW)، ومقرها بريستول بالمملكة المتحدة وروما بإيطاليا، لتستحوذ على خط إنتاج Quadrics SIMD وبنية حاسوب Meiko CS-2 العملاق المتوازي . وفي عام 2002، تم اختصار اسم الشركة إلى Quadrics فقط.

ركزت الشركة الجديدة في البداية على إمكانات تطوير تقنية الربط البيني للمعالج CS-2. وكان تصميمها الأول هو شريحة Elan2 الشبكية المتكاملة (ASIC) ، المُخصصة للاستخدام مع وحدة المعالجة المركزية UltraSPARC ، والمتصلة بها عبر ناقل نظام Ultra Port Architecture (UPA). لاحقًا، تم التخلي عن خطط طرح Elan2، واستُبدلت بشريحة Elan3 الجديدة المُستضافة على PCI . وبحلول وقت إصدارها، وُجهت Elan3 مجددًا نحو سوق Alpha / PCI ، بعد أن أقامت Quadrics شراكة مع شركة Digital Equipment Corporation (DEC).

أثبت الجمع بين معالجات Quadrics و Alpha 21264 (EV6) نجاحًا باهرًا، وسرعان ما أصبحت شركة Digital/Compaq واحدة من أكبر موردي الحواسيب العملاقة في العالم. وتُوِّج هذا النجاح ببناء أكبر جهاز في الولايات المتحدة، وهو جهاز ASCI Q بقدرة 20 تيرافلوب ، والذي تم تركيبه في مختبر لوس ألاموس الوطني خلال عامي 2002 و2003. تألف الجهاز من 2048 عقدة AlphaServer SC (المبنية على AlphaServer ES45)، تحتوي كل منها على أربعة  معالجات Alpha 21264A (EV67) بتردد 1.25 جيجاهرتز، بالإضافة إلى مسارين لشبكة Quadrics QsNet. لسوء الحظ، لم يُعتمد على هذا النظام ولم يُستخدم في الإنتاج.

حققت شركة كوادريكس نجاحًا ملحوظًا في بيع أنظمة لينكس . تم تركيب أول نظام لينكس من كوادريكس في يونيو/يوليو 2001 في مركز SHARCNET ، وكان آنذاك أسرع نظام مدني في كندا . ومن بين أنظمة كوادريكس البارزة الأخرى، نظام Thunder، وهو أسرع مجموعة حواسيب لينكس في العالم ، والذي تم تركيبه في مختبر لورانس ليفرمور الوطني في عامي 2003/2004. تألف نظام Thunder من 1024 خادمًا بمعالجات Intel Tiger Quad Itanium II ، مما وفر أداءً يصل إلى 19.94 تيرافلوب على منصة Linpack المتوازية. وبلغت ذروة أداء النظام 22.9 تيرافلوب، بكفاءة بلغت 87%.

في عام 2004، اختارت شركة بول شركة كوادريكس لبناء أسرع حاسوب عملاق في أوروبا آنذاك: تيرا -10 في هيئة الطاقة الذرية الفرنسية (CEA) . يتألف هذا الحاسوب من 544 وحدة حوسبة من طراز بول نوفا سكيل 6160، تحتوي كل منها على ثمانية معالجات إيتانيوم 2. يضم التكوين العالمي 8704 معالجات بسعة 27 تيرابايت من الذاكرة الأساسية. تحتوي كل وحدة من وحدات الحوسبة هذه على عدة محولات شبكة من طراز كوادريكس كيو إس نت 2 (إيلان 4) لتوفير أداء يتجاوز 60 تيرافلوب (ستون ألف مليار عملية في الثانية).

اختارت شركة HP شركة Quadrics لتحديث شبكة SHARCNET ، وهي شبكة الحوسبة العنقودية الكندية، بإضافة أربع مجموعات حوسبة عالية الأداء جديدة من شأنها زيادة سعة الشبكة من 1000 إلى 6000 معالج. واستُخدمت منصة QsNetII لمجموعة واحدة من مجموعات السعة ومجموعة أخرى من مجموعات القدرات.

في أغسطس 2005، وقّعت شركتا كوادريكس وإس تي ميكروإلكترونيكس اتفاقية تطوير. كان من المفترض أن يشمل التعاون تصميم أجيال مستقبلية من وصلات كوادريكس عالية السرعة متعددة الجيجابت، واستخدام هذه المنتجات في مجموعة من التطبيقات واسعة النطاق. إلا أن هذا التعاون لم يُثمر قط، على الرغم من انتداب موظفين من إس تي ميكروإلكترونيكس من بريستول إلى كوادريكس.

اتُخذ قرار إغلاق الشركة في أبريل 2009، على الرغم من اقتراب منتج QsNet III من الجيل التالي من الاكتمال. نُقل دعم المنتجات القديمة وحقوق الملكية الفكرية إلى شركة Vega UK Ltd (التي تُعرف الآن باسم Telespazio VEGA )، وأُغلقت مكاتب Quadrics في 29 يونيو 2009. ومنذ ذلك الحين، وجد العديد من الكوادر التقنية في Quadrics وظائف مماثلة في تطوير منتجات شبكات الحوسبة عالية الأداء مع شركة Gnodal ، إحدى شركات أشباه الموصلات العديدة التي لا تمتلك مصانع تصنيع ، ومقرها في بريستول بالمملكة المتحدة.

منتجات كوادريكس

الأجهزة

  • Quadrics QsNet I - وصلة ربط الحوسبة عالية الأداء تعتمد على معالجات ASIC من نوع elan3/elite3 (350 ميجابايت/ثانية @ زمن انتقال MPI  5 ميكروثانية) 
  • Quadrics QsNet II - وصلة ربط الحوسبة عالية الأداء تعتمد على معالجات ASIC من نوع elan4/elite4 (912  ميجابايت/ثانية على SR1400 EM64T و 1.26  ميكروثانية زمن انتقال MPI على HP DL145G2)
  • QsTenG - محولات إيثرنت بسرعة 10 جيجابت، من 24 منفذ (1U) إلى محولات كبيرة جدًا.
  • QsNet III - نظام ربط بيني للحوسبة عالية الأداء يعتمد على معالجات elan5/elite5 ASICs (بسرعة نقل بيانات تبلغ حوالي 2  جيجابايت/ثانية في كل اتجاه  وزمن استجابة MPI يبلغ 1.3 ميكروثانية). هذا هو أول منتج من Quadrics متوافق مع معيار قياسي - في هذه الحالة،  إيثرنت بسرعة 10 جيجابت.

كيو إس نت

كانت QsNet عبارة عن شبكة ربط عالية السرعة صممتها شركة Quadrics، وتُستخدم في مجموعات الحواسيب عالية الأداء ، وخاصةً مجموعات Linux Beowulf . على الرغم من إمكانية استخدامها مع بروتوكول TCP/IP، إلا أنها، مثل SCI و Myrinet و InfiniBand ، تُستخدم عادةً مع واجهة برمجة تطبيقات للاتصالات مثل واجهة تمرير الرسائل (MPI) أو SHMEM، والتي يتم استدعاؤها من برنامج متوازٍ .

تتكون شبكة الربط البيني من بطاقة PCI في كل عقدة حسابية وهيكل تبديل مخصص واحد أو أكثر. وترتبط هذه المكونات بكابلات نحاسية. يحتوي هيكل التبديل على عدد من بطاقات الخطوط التي تحمل دوائر متكاملة خاصة بالتبديل من نوع Elite . وترتبط هذه الدوائر داخليًا لتشكيل بنية شجرية . وكما هو الحال في شبكات الربط البيني الأخرى مثل Myrinet، يمكن بناء أنظمة ضخمة جدًا باستخدام هياكل تبديل متعددة مرتبة على شكل مفاتيح رئيسية (المستوى الأعلى) ومفاتيح فرعية (مستوى العقد). وتُسمى هذه الأنظمة "الشبكات الموحدة".

أُعلن عنه في عام 1998، وكان يستخدم بطاقات PCI 66-64 مزودة بمعالج ASIC مخصص من نوع "elan3". وقد وفرت هذه البطاقات عرض نطاق MPI يبلغ حوالي 350  ميجابايت/ثانية في اتجاه واحد مع زمن استجابة 5  ميكروثانية.

كيو إس نت 2

كانت QsNet II الجيل الرابع وقبل الأخير من منتجات عائلة Quadrics للربط البيني ، وقد أُطلقت عام 2003. تتصل QsNet II بالحاسوب المضيف عبر ناقل PCI -X القياسي للإدخال والإخراج. احتوت الإصدارات اللاحقة من البطاقة على واجهات PCIe فعلية، ولكن تم ربطها على البطاقة بـ PCI-X مع انخفاض في الأداء. لم يتم تطوير إصدار PCIe أصلي. وبدلاً من ذلك، تم تركيز الموارد على QsNetIII، خليفة QsNet II، والتي على الرغم من اكتمالها، لم تُطرح تجاريًا.

تم تطوير بنية واجهة الشبكة لتخفيف عبء مهمة الاتصال بين المعالجات عن المعالج الرئيسي، وتجنب تكلفة استدعاءات النظام لمراسلة عمليات المستخدم فيما بينها. صُممت QsNetII للاستخدام ضمن أنظمة المعالجة المتعددة المتناظرة (SMP) ، حيث يمكن لعمليات متعددة ومتزامنة استخدام واجهة الشبكة دون أي تكلفة إضافية لتبديل المهام. يُخفف معالج الإدخال/الإخراج عبء معالجة البروتوكولات عن وحدة المعالجة المركزية الرئيسية. توفر الذاكرة المحلية على بطاقة PCI مساحة تخزين للمخازن المؤقتة وجداول الترجمة ورمز محول الإدخال/الإخراج. جميع عرض نطاق PCI متاح لنقل البيانات.

يعتمد التصميم الأساسي لشبكة QsNetII على شريحتين متكاملتين خاصتين بالتطبيقات (ASICs): Elan4 وElite4. يُعد Elan4 معالج اتصالات يشكل واجهة بين شبكة متعددة المراحل عالية الأداء وعقدة معالجة مزودة بوحدة معالجة مركزية واحدة أو أكثر. أما Elite4 فهو مكون تحويل قادر على تحويل ثمانية روابط اتصال ثنائية الاتجاه، ينقل كل منها البيانات في كلا الاتجاهين في آنٍ واحد بسرعة 1.3  جيجابايت/ثانية.

تستخدم شبكة Quadrics QsNetII، مثل سابقتها QsNet ، بنية "الشجرة السميكة". وتتسع QsNetII لما يصل إلى 4096 عقدة، حيث قد تحتوي كل عقدة على وحدات معالجة مركزية متعددة، مما يسمح بإنشاء أنظمة تضم أكثر من 10000 وحدة معالجة مركزية. ويمكن استخدام شبكات QsNet متعددة ومتوازية في النظام للحفاظ على نسبة الحوسبة إلى الاتصالات عند استخدام عقد SMP ذات عدد كبير من وحدات المعالجة المركزية. وتتميز بنية "الشجرة السميكة" بالمرونة العالية مع وجود مستويات عالية من التكرار في المستويات العليا للمبدل.

يعتمد الأداء على النظام الأساسي المستخدم وتكوين النظام، ويبدأ زمن انتقال QsNetII MPI على معالج AMD Opteron  القياسي من 1.22 ميكروثانية؛ ويبلغ عرض النطاق الترددي على معالج Intel Xeon Intel 64 912  ميجابايت/ثانية.

في عام 2004، بدأت شركة Quadrics في إصدار تكوينات مفاتيح مستقلة صغيرة إلى متوسطة الحجم تسمى QsNetII E-Series، وتتراوح هذه التكوينات من 8 إلى 128 نظامًا.

كيو تين جي

في نوفمبر 2005، أعلنت شركة Quadrics عن منتج جديد يعتمد على تقنية إيثرنت 10 جيجابت (10 GigE)، يُسمى QsTenG. كان أول مُبدِّل QsTenG عبارة عن هيكل 8U مزود بـ 12 فتحة لبطاقات خطوط 10 GigE، ليصبح المجموع 96 منفذًا. تحتوي كل بطاقة خط على ثمانية منافذ 10 GigE تتصل باستخدام موصلات 10GBASE-CX4 . كما تحتوي كل بطاقة خط على أربعة منافذ داخلية تربط بطاقات الخطوط معًا في تكوين شجرة سميكة. ومنذ ذلك الحين، طرحت Quadrics جيلًا ثانيًا من مُبدِّلات 10 GigE، بدءًا بمُبدِّل صغير الحجم 1U مزود بـ 24 منفذًا، ويأتي بنسختين: TG201-CA، بـ 24 منفذًا من نوع CX4، وTG201-XA، بـ 24 منفذًا إجمالًا، 12 منها من نوع XSP و12 من نوع CX4. كان من المتوقع أن يطرحوا مجموعة من المحولات الأكبر حجماً في عام 2009، وكان من المخطط أن يكون الهيكل هو نفسه هيكل QsNet III، وكان من المقرر أن يُطلق على المحول اسم TG215.

في أواخر عام 2007، قررت إدارة شركة كوادريكس إلغاء تطويرات إيثرنت QsTenG وتوجيه الجهود نحو خط إنتاج QsNet . وقد دفع هذا القرار مجموعة من الموظفين إلى مغادرة الشركة والمساهمة في تأسيس شركة غنودال لتطوير أنظمة إيثرنت قابلة للتوسع على نطاق واسع.

برمجة

تضمن البرنامج حزمة برمجية لإدارة موارد المجموعة تسمى QuadricsRms، وبرنامج Quadrics Linux ، وهما مكونان أساسيان من إصدار برنامج QsNet لنظام Linux بموجب ترخيص GNU LGPL.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "قائمة أفضل 500" . top500. مؤرشف من الأصل بتاريخ 20 أغسطس 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يوليو 2008 .
  2. ↑ "InsideTrack: موظفون سابقون يؤكدون أن شركة Quadrics قد أغلقت أبوابها رسمياً الأسبوع الماضي" . 6 يوليو 2009.
  3. ↑ "قائمة أفضل 500 - يونيو 2004" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 27 فبراير 2014. تم الاطلاع عليها بتاريخ 20 فبراير 2014 .
  4. ↑ "Thunder - Intel Itanium2 Tiger4 1.4GHz - Quadrics" .
  5. ↑ "قائمة أفضل 500 - يونيو 2006" . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 27 فبراير 2014. تم الاطلاع عليها بتاريخ 20 فبراير 2014 .