英特爾集中了旗下所有內部和外部可匯合的網絡專業人員,打造出一款坊間人士認為是多代互連結構,可擴展到任何規模的數據中心或超級計算機陣列里。該結構名為全路徑架構(OPA),是在8月26的IEEE2015年度熱互連研討會(美國加利福尼亞州圣克拉拉市)上宣布的,OPA是一個開放源代碼架構,專攻高性能計算(HPC )和服務器。
OPA不僅可以是使每條鏈路的速度達到每秒100千兆比特,而且設有全程內置糾錯碼(ECC),可提高鏈路層次上的可靠性。OPA內置高質量的服務質量(QoS)機制,允許優先級數據包搶先,以確保高級別的優先級數據包的傳送在短時延內完成,而同時又確保在帶寬公平性的原則下傳送正常的數據包。其主機光纖接口(HFI)每秒可以處理1.6億個消息,交換延遲低于110納秒。英特爾表示,各方面的改進仍然保持了與現有軟件生態系統的兼容性,并且還允許應用程序接口(API)下的用戶層次的創新。
市場營銷和產業發展主任Hugo Salem告訴記者,“每一個組件(從交換到電纜)都是由英特爾設計的,整合了英特爾自己的知識產權或是收購的知識產權,我們現在擁有一個靈活的終端到端到端連接結構藍圖,包括小集群和內部部署云。”
英特爾采用的新全路徑架構(OPA),其可擴展性設計適用于商業數據中心和超級計算機
據Salem介紹,每個開關可處理48個每秒100千兆比特的信道,其可行性已經在原始設備制造商(OEM)設計中得到證明,有些OEM用到超過100000個或節點,而且這個數字還在增大。
全方位路徑架構首席系統架構師Phil Murphy告訴記者,OPA的結構設計“比其他HPC結構便宜25%至40%,同時還為Infiniband提供了另一個優勢,OPA可服務于數據中心,并不需要被塞到HPC環境里”。
Murphy稱,英特爾已經在著手研究第二代OPA,會將主機功能整合到CPU里,并將受益于專門為HPC重新設計的協議。
第二代的目標是要在毛性能和密度方面尋取價值,無需適配卡,每塊板上的的組件更少。第一代則是將Xeon Phi與多芯片封裝主機結構(在第二代里將被整合成單個芯片)整合到一起。
Murphy告訴記者,“OPA將利用目前Infiniband用的API支持開放整合,無需重寫代碼,除非你想加速。”
Intel的 OPA還支持名為開放式光纖接口(Open Fabric Interface)的開源項目,可以很容易地擴展到數千個甚至數萬個節點。
Murphy表示,“最大的區別是開源——那些與結構相關的工具,它們可以如大海撈針般地解決性能提高方面的問題。”
OPA結構的架構還引入了一個全新的1.5 I/O 傳輸層(1.5 I/O transport layer),1.5 I/O 傳輸層是英特爾收購Cray公司獲得的技術,其獲得可擴展性和提高性能的方法是通過優化數據包大小、但用了第二層,第二層利用16 個浮動控制數字(FLIT)和一個附加的用于糾錯的14比特拆開FLIT[65位]。
Murphy表示,“另外還有一個新技術,名叫雜混(Scrambling),雜混的目的是加快結構的時鐘頻率,以精確地補償CRC [循環冗余校驗] 所需的數量,保持與Infiniband相同的誤差率,即10的負12次方。”
利用將數據包拆成FLIT的方法,英特爾可以將高優先級的數據包置于低優先級的數據包之中,通過交織FLIT,可處理高達32個數據流,全部都可以在同一時間看到數據包。