Cray XD1: Kampf den Cluster-Computern

FPGAs als programmierbare Koprozessoren

Eine weitere Besonderheit der XD1 sind die sechs optionalen Prozessoren zur Beschleunigung spezieller Anwendungen. Die Xilink Virtex-II Pro FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) arbeiten eng mit den AMD-Opterons zusammen. Die Schaltkreise in den FPGAs lassen sich per Software konfigurieren. Dadurch kann man dynamisch einen Koprozessor generieren, der die benötigte Teilaufgabe in Hardware, also ohne das sequenzielle Abarbeiten von Programmcode, erledigt. Die FPGAs lassen sich dafür frei programmieren, doch Cray bevorzugt eine Programmbibliothek, aus der der Anwender erprobte Lösungen aufrufen kann.

Beispiele für das Entlasten der Opterons sind spezielle Such- und Sortierverfahren, die Signalverarbeitung und die Verschlüsselung. Bei der Genome-Sequenzierung in der Bioinformatik etwa führt der Einsatz der FPGAs zu einer Beschleunigung um mehr als den Faktor 100.

Die XD1-Beta-Sites entwickeln derzeit schon Bibliotheken für ihre spezifischen, zeitaufwendigen Applikationen. Xilink als Lieferant bietet FPGA Entwurfswerkzeuge. Cray wird wohl als erste Anwendung einen Zufallszahlengenerator anbieten, der bei der Monte-Carlo-Simulation benötigt wird. Die FPGAs haben direkten Zugriff auf den Opteron-Hauptspeicher und sind in das RapidArray eingebunden.