SCI, für die Ersteigbare Zusammenhängende Schnittstelle, ist ein Hochleistungsverbindungsstandard für die geteilte Speichermehrverarbeitung und den Nachrichtenübergang. Der IEEE Std 1596-1992, der IEEE Standard für Scalable Coherent Interface (SCI) wurde vom IEEE Standardausschuss am 19. März 1992 genehmigt. Die Absicht war, eine Verbindung zu schaffen, die klettern würde so, weites System Kohärenz und eine einfache Schnittstelle zur Verfügung zu stellen; d. h. ein Standard, um Busse in Mehrverarbeiter-Systemen ohne die innewohnende Skalierbarkeit und Leistungsbeschränkungen von Bussen zu ersetzen. Die Arbeitsgruppe hat bald begriffen, dass jede Form von Bussen nicht genügen würde und die Idee präsentiert hat, Punkt-zu-Punkt-Kommunikation in der Form von Einfügungsringen als die richtige Weise zu verwenden, zu gehen. Diese Annäherung vermeidet die zusammengelegte Kapazität, hat physische Länge/Geschwindigkeit von leichten Problemen und Stummel-Nachdenken zusätzlich zum Erlauben paralleler Transaktionen beschränkt. Der Gebrauch von Einfügungsringen wird Manolis Katevenis kreditiert, der es auf einer der frühen Sitzungen der Arbeitsgruppe vorgeschlagen hat. Die Arbeitsgruppe, für den Standard zu entwickeln, wurde von David B. Gustavsson (Stuhl) und David V. James (Vizestuhl) geführt.

Geschichte

SCI hat ursprünglich von Futurebus (IEEE 896) Programm entwickelt, das 1987 angefangen hat. Kurz nachdem das Projekt angefangen hat, haben Mitglieder der Technikmannschaften vorausgesagt, dass es bereits für den Marktplatz des hohen Endes zu langsam sein würde, als es am Anfang der 1990er Jahre veröffentlicht würde. Als Antwort hat eine Gruppe gesponnen von, den SCI an diesem Markt ins Visier genommenen Standard zu bilden. SCI war im Wesentlichen eine Teilmenge von Eigenschaften von Futurebus, die mit der hohen Geschwindigkeit zusammen mit einigen geringen Hinzufügungen leicht durchgeführt werden konnten, um es leichter zu machen, zu anderen Systemen wie VMEbus in Verbindung zu stehen. Die meisten Personen hinter dem Standard hatten ihren Hintergrund von Hochleistungsbussen. Vertreter von vielen Gesellschaften in IHM Industrie und Forschungsgemeinschaft waren energische Teilnehmer in der Arbeitsgruppe. Unter denjenigen waren Leute von Amdahl, Apple Computer, BB&N, Hewlett Packard, CERN, Delfin-Server-Technologie, Forschung von Cray, Folgend, AT&T, Digital Equipment Corporation, McDonnell Douglas, Nationaler Halbleiter, Stanford Geradliniges Gaspedal-Zentrum, Tektronix, Instrumente von Texas, Unisys, Universität Oslos, Universität von Wisconsin.

Die ursprüngliche Absicht war, einen einzelnen Standard zu schaffen, der für alle Busse im Computer verwendet werden konnte. Um aus der Standardwebsite zu zitieren, ist SCI a: "Kombinationscomputerplatineneinschub-Bus, Verarbeiter-Speicherbus, Eingabe/Ausgabe-Bus, hoher Leistungsschalter, Paket-Schalter, Ring, Ineinandergreifen, lokales Bereichsnetz, optisches Netz, passt Bus an, Serienbus, Information, die sich teilt und Informationsnachrichtensystem, das verteiltes Verzeichnis zur Verfügung stellt, hat Kohärenz des geheimen Lagers für ein globales geteiltes Speichermodell gestützt und verwendet elektrisch oder Faser Punkt-zu-Punkt-Seheinrichtungskabel verschiedener Breiten."

Ein großer Teil der intellektuellen Arbeit muss David V. James als der Hauptmitwirkende kreditiert werden, für die Spezifizierungen einschließlich des rechtskräftigen C-Codes zu schreiben. Die Gruppe von Stein Gjessing an der Universität Oslos hat formelle Methoden verwendet, das Kohärenz-Protokoll nachzuprüfen, und Delfin-Server-Technologie hat einen Knotenkontrolleur-Span einschließlich der Kohärenz-Logik des geheimen Lagers durchgeführt.

Verschiedene Versionen und Ableitungen von SCI sind durchgeführt und in verschiedenen Anwendungen von Gesellschaften wie Delfin-Verbindungslösungen verwendet, Allgemeine Daten Konvex Worden (verwendeter Kontrolleur des geheimen Lagers, und verbinden Sie Kontrolleur-Chips von Delfin-Daten Allgemeiner AViiON), Folgend und Forschung von Cray. Delfin-Verbindungslösungen haben einen PCI durchgeführt, und PCI-Schnellzug hat Ableitung von SCI verbunden, der nichtzusammenhängenden geteilten Speicherzugang zur Verfügung stellt. Diese Durchführung wurde durch Sonne-Mikrosysteme für seine Trauben des hohen Endes, Thales Group und mehrere andere einschließlich Volumen-Anwendungen für die Nachricht verwendet, die innerhalb des HPC-Sammelns und der medizinischen Bildaufbereitung geht. Es wurde auch durch Folgende Computersysteme als der Verarbeiter-Speicherbus in ihren NUMA-Q Systemen verwendet. Numascale hat eine Ableitung entwickelt, um mit zusammenhängendem HyperTransport in Verbindung zu stehen.

Der Standard

Der Standard definiert zwei Schnittstelle-Niveaus; das physische Niveau, das sich mit elektrischen Signalen, Steckern, mechanischen und thermischen Bedingungen und dem logischen Niveau befasst, das den Adressraum, Daten beschreibt, überträgt Protokolle, Kohärenz-Mechanismen des geheimen Lagers, Synchronisationsprimitive, Kontrolle und Statusregister, und Initialisierung und Fehlerwiederherstellungsmöglichkeiten. Diese Struktur erlaubt neuen Entwicklungen in der physischen Schnittstelle-Technologie, ohne jede Umgestaltung auf dem logischen Niveau leicht angepasst zu werden.

Die Unterstützung für große Systeme (Skalierbarkeit) wird durch das gestützte Kohärenz-Modell des geheimen Lagers eines verteilten Verzeichnisses erreicht. (Die anderen populären Modelle für die Kohärenz des geheimen Lagers basieren auf dem weiten System lauschend, von Speichertransaktionen - ein Schema (herumschnüffelnd), das nicht sehr ersteigbar ist.) In SCI enthält jeder Knoten ein Verzeichnis mit einem Zeigestock zum folgenden Knoten in einer verbundenen Liste, die eine besondere Linie des geheimen Lagers teilt.

SCI definiert einen flachen 64-Bit-Adressraum (16 exabytes), wo 16 Bit verwendet werden, für einen Knoten (64k, d. h. 65 536 Knoten) und 48 Bit für die Adresse innerhalb des Knotens (256 terabytes) zu identifizieren. Ein Knoten kann viele Verarbeiter und/oder Gedächtnis enthalten. Der SCI Standard definiert ein Paket-Koppelnetz.

Topologien

SCI kann verwendet werden, um Systeme mit verschiedenen Typen von umschaltenden Topologien vom zentralisierten bis völlig verteilte Schaltung zu bauen. Mit einem Hauptschalter wird jeder Knoten mit dem Schalter mit einer Ringellocke (in diesem Fall ein Zwei-Knoten-Ring) verbunden. In verteilten umschaltenden Systemen kann jeder Knoten mit einem Ring der willkürlichen Länge verbunden werden, und entweder alle oder einige der Knoten können mit zwei oder mehr Ringen verbunden werden. Die allgemeinste Weise, diese mehrdimensionalen Topologien zu beschreiben, ist k-ary N-Würfel (oder Ringe). Die SCI Standardspezifizierung erwähnt solche mehreren Topologien als Beispiele.

2. Ring (klingelt in zwei Dimensionen)

Der 2. Ring ist eine Kombination von Ringen in zwei Dimensionen. Die Schaltung zwischen den zwei Dimensionen verlangt eine kleine umschaltende Fähigkeit im Knoten. Das kann zu drei oder mehr Dimensionen ausgebreitet werden. Das Konzept, Ringe zu falten, kann auch auf die Ring-Topologien angewandt werden, um irgendwelche langen Verbindungssegmente zu vermeiden.

Transaktionen

SCI sendet Information in Paketen. Jedes Paket besteht aus einer ungebrochenen Folge von 16-Bit-Symbolen. Das Symbol wird durch ein Fahne-Bit begleitet. Ein Übergang der Fahne hat von 0 bis 1 gebissen zeigt den Anfang eines Pakets an. Ein Übergang von 1 bis 0 kommt 1 (für Echos) oder 4 Symbole vor dem Paket-Ende vor. Ein Paket enthält einen Kopfball mit dem Adressbefehl und der Zustandsinformation, Nutzlast (von 0 bis fakultative Längen von Daten) und ein CRC-Kontrolle-Symbol. Das erste Symbol im Paket-Kopfball enthält die Bestimmungsort-Knotenadresse. Wenn die Adresse nicht innerhalb des durch den Empfang-Knoten behandelten Gebiets ist, wird das Paket zur Produktion durch die Umleitung FIFO passiert. Im anderen Fall wird das Paket zu einer erhalten Warteschlange gefüttert und kann einem Ring in einer anderen Dimension übertragen werden. Alle Pakete werden gekennzeichnet, wenn sie den scrubber passieren (ein Knoten wird als scrubber gegründet, wenn der Ring initialisiert wird). Pakete ohne eine gültige Bestimmungsort-Adresse werden entfernt, wenn man den scrubber für das zweite Mal passieren wird, um zu vermeiden, den Ring mit Paketen zu füllen, die unbestimmt sonst zirkulieren würden.

Kohärenz des geheimen Lagers

Kohärenz des geheimen Lagers ist entscheidend, um Datenkonsistenz in Mehrverarbeiter-Systemen zu sichern. Die einfachste in früheren Systemen angewandte Form hat auf der Reinigung des Inhalts des geheimen Lagers zwischen Zusammenhang-Schaltern und dem Deaktivieren des geheimen Lagers für Daten basiert, die zwischen zwei oder mehr Verarbeitern geteilt wurden. Diese Methoden waren ausführbar, als der Leistungsunterschied zwischen dem geheimen Lager und Gedächtnis weniger als eine Größenordnung war. Moderne Verarbeiter mit geheimen Lagern, die mehr als zwei Größenordnungen schneller sind als Hauptgedächtnis, würden in der Nähe des optimalen ohne hoch entwickeltere Methoden für die Datenkonsistenz nicht leisten. Bus hat Systemgebrauch lauschend gestützt, Methoden (herumschnüffelnd), da Busse von Natur aus übertragen werden. Moderne Systeme mit dem Punkt - um Verbindungen anzuspitzen, verwenden Sendungsmethoden mit Schnüffler-Filteroptionen, Leistung zu verbessern. Da übertragen, und das Lauschen sind von Natur aus nichtersteigbar, diese werden in SCI nicht verwendet.

Stattdessen verwendet SCI ein verteiltes verzeichnisbasiertes Kohärenz-Protokoll des geheimen Lagers mit einer verbundenen Liste von Knoten, die Verarbeiter enthalten, die eine besondere Linie des geheimen Lagers teilen. Jeder Knoten hält ein Verzeichnis für das Hauptgedächtnis des Knotens mit einem Anhängsel für jede Linie des Gedächtnisses (dieselbe Linienlänge wie die Linie des geheimen Lagers). Das Speicheranhängsel hält einen Zeigestock zum Kopf der verbundenen Liste und eines Zustandcodes für die Linie (drei Staaten - Haus-, frisch, gegangen). Vereinigt mit jedem Knoten ist auch ein geheimes Lager, um entfernte Daten mit einem Verzeichnis zu halten, das fortgeschrittene und rückwärts gerichtete Zeigestöcke zu Knoten in der verbundenen Liste enthält, die die Linie des geheimen Lagers teilt. Das Anhängsel für das geheime Lager hat sieben Staaten (Invalide, nur frisch, Haupt-frisch, nur schmutzig, Haupt-schmutzig, Mitte gültig, Schwanz gültig).

Das verteilte Verzeichnis ist ersteigbar. Die Gemeinkosten für die gestützte Kohärenz des geheimen Lagers des Verzeichnisses sind ein unveränderlicher Prozentsatz des Gedächtnisses und geheimen Lagers des Knotens. Dieser Prozentsatz ist in der Ordnung von 4 % für das Gedächtnis und 7 % für das geheime Lager.

Das Folgern von Bemerkungen

SCI ist ein Standard, für die verschiedenen Mittel innerhalb eines Mehrverarbeiter-Computersystems zu verbinden (intra - System), und es ist dem Publikum bezüglich des Beispiels der Netzstandard von Ethernet nicht als weit bekannt, um in Verbindung zu stehen, verschiedene Systeme (beerdigen Sie - System). Verschiedene Systemverkäufer haben verschiedene Geschmäcke nach SCI für ihre innere Systeminfrastruktur durchgeführt. Diese verschiedenen Durchführungen sind durch die etwas verschiedene Natur, da sie zu sehr komplizierten Mechanismen in Verarbeitern und Speichersystemen verbinden und jeder Verkäufer einige Grade der Vereinbarkeit sowohl für die Hardware als auch für Software bewahren muss.

Siehe auch

• Delfin-Verbindungslösungen
• Liste der Gerät-Bandbreite
• NUMAlink
• QuickRing
• HIPPI
• IEEE 1355
• RapidIO
• Myrinet
• QsNet
• Futurebus
• InfiniBand
• IEEE Std 1596-1992 - ISO/IEC 13961:2000) PDF:ISBN 0 7381 1206 2SS15255