Операционная система
Реализация коммуникационных сред
Все коммуникационные среды реализуются специально для этого разработанной заказной микросхемой. Эта микросхема позволяет управляющей вычислительной системе программно коммутировать порты коммуникационных сред, разбивая всю систему на совокупность независимо функционирующих подсистем.
Обе коммуникационные среды и с топологией «тор», и с топологией «дерево» используют последовательную передачу данных дифференциальными сигналами, процессоры имеют одну и ту же тактовую частоту с той точностью, с которой эта частота может устанавливаться в каждом из них. Асинхронный прием данных процессором из входного канала обеспечивается высокочастотным стробированием фронтов сигналов.
В вычислительной системе BlueGene/L используются три операционные системы:
операционная система вычислительного модуля;
операционная система модуля ввода-вывода;
операционная система управляющей системы.
Операционная система вычислительного модуля служит для управления единственным двухпотоковым прикладным процессом. Каждый поток выполняется соответствующим процессором вычислительного модуля. Операционная система вычислительного модуля дополняется библиотекой подпрограмм, в том числе MPI, для обеспечения прямого, минуя операционную систему вычислительного модуля, доступа к коммуникационным средам с топологиями тор, дерево и другим. Коммуникационная среда с топологией тор используется для обменов между процессами одной параллельной программы, протекающими в разных вычислительных модулях, а коммуникационная среда с топологией дерево служит для обменов между вычислительным модулем и модулем ввода-вывода.
В качестве операционной системы модулей ввода-вывода используется операционная система Linux. Ha модулях ввода-вывода выполняются только процессы системного программного обеспечения, поддерживающие исполнение прикладных процессов в вычислительных модулях. Операционная система модулей ввода-вывода предназначена для доступа вычислительного модуля к файловой системе. Когда в вычислительном модуле исполняется команда чтения или записи, эта команда через коммуникационную среду с топологией дерево доставляется сервисному процессу, протекающему в модуле ввода-вывода. После исполнения им команды ее результат (код возврата в случае команды записи и данные в случае команды чтения) возвращается через коммуникационную среду с топологией дерево в вычислительный модуль как результат исполнения им соответствующей команды.
В модулях ввода-вывода протекают процессы идентификации, аутентификации управления, доставки и запуска заданий, их отладки. Этот подход имеет целью всемерно упростить операционную систему вычислительного модуля .
Кроме вычислительных модулей и модулей ввода-вывода система BlueGene/L имеет управляющую систему. Ее функции состоят в делении ресурсов на изолированные подсистемы вычислительных модулей, планировании заданий и их назначении на выполнение в каждой из подсистем, мониторинге программно-аппаратных средств, тестировании работоспособности и производительности, а также управления оборудованием через интерфейс JTAG.