Torus interconnect
টরাস আন্তঃসংযোগ হল সমান্তরাল কম্পিউটার সিস্টেমে প্রসেসিং নোডগুলিকে সংযুক্ত করার জন্য একটি সুইচ-কম নেটওয়ার্ক টপোলজি। জ্যামিতিতে, একটি টরস একটি অক্ষ সহ-গ্রহের চারপাশে একটি বৃত্তকে বৃত্তের দিকে ঘুরিয়ে তৈরি করা হয়। যদিও এটি জ্যামিতিতে একটি সাধারণ সংজ্ঞা, এই ধরনের আকৃতির টপোলজিকাল বৈশিষ্ট্যগুলি নেটওয়ার্ক টপোলজিকে তার সারাংশ হিসাবে বর্ণনা করে। জ্যামিতির চিত্র নিম্নলিখিত চিত্রগুলি হল 1ডি এবং 2ডি টরাস। 1ডি টরাস একটি সহজ বৃত্ত, এবং 2ডি টরাস একটি ডোনাট আকৃতির। নীচের অ্যানিমেশনটি দেখায় যে কীভাবে একটি আয়তক্ষেত্র থেকে তার দুটি জোড়া বিপরীত প্রান্তকে সংযুক্ত করে একটি 2ডি টরাস তৈরি করা হয়। এখানে টরাসের ধারণাটি মূলত একটি ডোনাটের মতো সংযুক্ত নোডের ক্রমের শুরু এবং শেষ বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়। ধারণাটি আরও ভালভাবে ব্যাখ্যা করতে এবং নেটওয়ার্ক আন্তঃসংযোগের ক্ষেত্রে টপোলজির অর্থ কী তা বোঝার জন্য, আমরা টরাস টপোলজি ব্যবহার করে সমান্তরাল আন্তঃসংযুক্ত নোডের 3টি উদাহরণ দিই। একটি মাত্রায়, একটি টোরাস টপোলজি একটি বৃত্তের আকৃতির রিং আন্তঃসংযোগ নেটওয়ার্কের সমতুল্য। 2ডি-তে, এটি একটি 2ডি জালের সমতুল্য, তবে প্রান্ত নোডে অতিরিক্ত সংযোগ সহ, যা 2ডি টরাসের সংজ্ঞা। টরাস নেটওয়ার্ক টপোলজি আমরা উপরের পরিসংখ্যানগুলি থেকে নিয়মটিকে সাধারণীকরণ করতে পারি। টরস আন্তঃসংযোগ একটি সুইচ-কম টপোলজি যা এন = 2,3, বা আরও মাত্রার একটি আয়তাকার অ্যারেতে সাজানো নোডগুলির সাথে জাল আন্তঃসংযোগ হিসাবে দেখা যায়, প্রসেসরগুলি তাদের নিকটতম প্রতিবেশীদের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং অ্যারের বিপরীত প্রান্তে সংশ্লিষ্ট প্রসেসরগুলি সংযুক্ত থাকে। [1] এই জালিতে, প্রতিটি নোডের 2N সংযোগ রয়েছে। এই টপোলজি এই নামটি পেয়েছে যে এইভাবে গঠিত জালটি টপোলজিক্যালি একটি এন-ডাইমেনশনাল টরাসের সমজাতীয়। দৃশ্যায়ন টরাস নেটওয়ার্ক টপোলজির প্রথম তিনটি মাত্রা সহজেই কল্পনা করা যায় এবং নীচে বর্ণনা করা হয়েছেঃ 1ডি টরাসঃ এটি একটি মাত্রা, এন নোডগুলি বদ্ধ লুপে সংযুক্ত থাকে এবং প্রতিটি নোড তার 2 নিকটতম প্রতিবেশীদের সাথে সংযুক্ত থাকে যোগাযোগ 2 দিকে হতে পারে, + x এবং-x। 1ডি টরাস রিং আন্তঃসংযোগের মতোই। 2ডি টোরাসঃ এটি 4 ডিগ্রি সহ দুটি মাত্রা, নোডগুলি n সারি এবং n কলামের দ্বি-মাত্রিক আয়তক্ষেত্রাকার জালিতে স্থাপন করা হয়েছে বলে মনে করা হয়, প্রতিটি নোড তার 4 নিকটতম প্রতিবেশীদের সাথে সংযুক্ত এবং বিপরীত প্রান্তে সংশ্লিষ্ট নোডগুলি সংযুক্ত। দুটি বিপরীত প্রান্তকে সংযুক্ত করার জন্য আয়তক্ষেত্রাকার অ্যারেটিকে একটি "টিউব"-এ রোল করে এবং তারপরে অন্য দুটি প্রান্তকে সংযুক্ত করার জন্য "টিউব" কে একটি টরাসে বাঁকিয়ে বিপরীত প্রান্তের সংযোগটি কল্পনা করা যেতে পারে। যোগাযোগ 4টি দিকে হতে পারে, + x, −x, + y, এবং −y। 2ডি টরাসের মোট নোড হল এন2। থ্রিডি টোরাসঃ এটি ত্রিমাত্রিক, নোডগুলি একটি আয়তক্ষেত্রাকার প্রিজমের আকারে একটি ত্রিমাত্রিক জালিতে কল্পনা করা হয়, প্রতিটি নোড তার 6 টি প্রতিবেশীদের সাথে সংযুক্ত থাকে, অ্যারের বিপরীত দিকে সংশ্লিষ্ট নোডগুলি সংযুক্ত থাকে। প্রতিটি প্রান্ত n নোড নিয়ে গঠিত। যোগাযোগ 6টি দিকে হতে পারে, + x, −x, + y, −y, + z, −z। থ্রিডি টোরাসের প্রতিটি প্রান্ত এন নোড নিয়ে গঠিত। থ্রিডি টরাসের মোট নোড হল এন3। এন. ডি. টরসঃ এটির এন মাত্রা থাকতে পারে, এন মাত্রার টরসের প্রতিটি নোডের 2এন প্রতিবেশী থাকে, যোগাযোগ 2এন দিকে হতে পারে। প্রতিটি প্রান্ত n নোড নিয়ে গঠিত। এই টরাসের মোট নোড হল এনএন। টরাসের উচ্চতর মাত্রার প্রধান প্রেরণা হল উচ্চতর ব্যান্ডউইথ, নিম্ন বিলম্বতা এবং উচ্চতর মাপযোগ্যতা অর্জন করা। উচ্চ-মাত্রিক অ্যারেগুলি কল্পনা করা কঠিন তবে আমরা উপরের নিয়ম থেকে দেখতে পাচ্ছি যে প্রতিটি উচ্চতর মাত্রা প্রতিটি নোডে নিকটতম প্রতিবেশী সংযোগের আরেকটি জোড়া যোগ করে। পারফরম্যান্স শীর্ষ 500 তালিকার বেশ কয়েকটি সুপার কম্পিউটার ত্রিমাত্রিক টরাস নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে, যেমন। আইবিএম-এর ব্লু জিন/এল এবং ব্লু জিন/পি, এবং ক্রে এক্সটি3। আইবিএম-এর ব্লু জিন/কিউ একটি পঞ্চ-মাত্রিক টরাস নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে। ফুজিৎসুর কে কম্পিউটার এবং প্রাইমইএইচপিসি এফএক্স10 তোফু নামে একটি মালিকানাধীন ত্রিমাত্রিক টরাস থ্রিডি জাল আন্তঃসংযোগ ব্যবহার করে। 3ডি টরাস পারফরম্যান্স সিমুলেশন সন্দীপ পালুর এবং ইলিনয় ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির ডাঃ আইওয়ান রাইকু 3ডি টরাস পারফরম্যান্স সিমুলেট করার জন্য পরীক্ষা-নিরীক্ষা পরিচালনা করেছিলেন। তাদের পরীক্ষা-নিরীক্ষা 250 জিবি র্যাম, 48 কোর এবং x86 _ 64 স্থাপত্য সহ একটি কম্পিউটারে চলেছিল। তারা যে সিমুলেটরটি ব্যবহার করেছিল তা হল আরওএসএস (রেনসেলারের অপ্টিমিস্টিক সিমুলেশন সিস্টেম)। তারা মূলত তিনটি দিকের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছেঃ নেটওয়ার্কের আকার পরিবর্তন সার্ভারের সংখ্যা পরিবর্তন বার্তা আকার পরিবর্তন তারা এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছে যে সার্ভার এবং নেটওয়ার্কের আকার বৃদ্ধির সাথে সাথে থ্রুপুট হ্রাস পায়। অন্যথায়, বার্তার আকার বৃদ্ধির সাথে সাথে থ্রুপুট বৃদ্ধি পায়। ফুজিৎসু লিমিটেড "তোফু" নামে একটি 6ডি টরাস কম্পিউটার মডেল তৈরি করেছে। তাদের মডেলে, একটি 6ডি টরাস 100 জিবি/সেকেন্ড অফ-চিপ ব্যান্ডউইথ, 3ডি টরাসের তুলনায় 12 গুণ বেশি মাপযোগ্যতা এবং উচ্চ ফল্ট সহনশীলতা অর্জন করতে পারে। মডেলটি কে কম্পিউটার এবং ফুগাকুতে ব্যবহৃত হয়। সুবিধা ও অসুবিধাগুলি উচ্চ গতি, কম বিলম্বতা বিপরীত প্রান্তের সংযোগের কারণে, ডেটার এক নোড থেকে অন্য নোডে ভ্রমণ করার জন্য আরও বেশি বিকল্প রয়েছে যা গতি ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে। একটি 4×4 জাল আন্তঃসংযোগের মধ্যে, নোডগুলির মধ্যে দীর্ঘতম দূরত্ব হল উপরের বাম কোণ থেকে নীচের ডান কোণ পর্যন্ত। প্রতিটি ডেটাম দীর্ঘতম পথ ভ্রমণ করতে 6টি হপ নেয়। কিন্তু 4×4 টরাস আন্তঃসংযোগের ক্ষেত্রে, উপরের বাম কোণটি শুধুমাত্র 2 হপ সহ নীচের ডান কোণে যেতে পারে কম শক্তি খরচ যেহেতু ডেটা কম হপ ভ্রমণ করে, তাই শক্তি খরচ কম হতে থাকে। অসুবিধাগুলি তারের জটিলতা অতিরিক্ত তারগুলি ভৌত নকশা পর্যায়ে রাউটিং প্রক্রিয়াটিকে আরও কঠিন করে তুলতে পারে। যদি আমরা চিপের উপর আরও তার স্থাপন করতে চাই, তবে সম্ভবত আমাদের ধাতব স্তরের সংখ্যা বাড়াতে হবে বা চিপের ঘনত্ব হ্রাস করতে হবে, যা আরও ব্যয়বহুল। অন্যথায়, বিপরীত প্রান্তের সংযোগকারী তারগুলি অন্যান্য তারের তুলনায় অনেক দীর্ঘ হতে পারে। লিঙ্ক দৈর্ঘ্যের এই বৈষম্য আরসি বিলম্বের কারণে সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে। যদিও দীর্ঘ মোড়ানো-চারপাশের লিঙ্কগুলি সংযোগের টপোলজি কল্পনা করার সবচেয়ে সহজ উপায় হতে পারে, বাস্তবে, তারের দৈর্ঘ্যের উপর বিধিনিষেধগুলি প্রায়শই দীর্ঘ মোড়ানো-চারপাশের লিঙ্কগুলিকে অবাস্তব করে তোলে। পরিবর্তে, সরাসরি সংযুক্ত নোডগুলি-নোডগুলি সহ যা উপরের ভিজ্যুয়ালাইজেশন একটি গ্রিডের বিপরীত প্রান্তে রাখে, একটি দীর্ঘ মোড়ানো লিঙ্ক দ্বারা সংযুক্ত-শারীরিকভাবে একটি ভাঁজ করা টরাস নেটওয়ার্কে একে অপরের কাছাকাছি স্থাপন করা হয়। ভাঁজ করা টরাস নেটওয়ার্কের প্রতিটি লিঙ্ক খুব ছোট-একটি সাধারণ গ্রিড আন্তঃসংযোগের নিকটতম-প্রতিবেশী লিঙ্কগুলির মতো প্রায় ছোট-এবং তাই কম বিলম্বতা। আরও দেখুন কম্পিউটার ক্লাস্টার হার্টবিট প্রাইভেট নেটওয়ার্ক সুইচড ফ্যাব্রিক রেফারেন্স কম্পিউটার নেটওয়ার্ক সমান্তরাল কম্পিউটিং সুপারকম্পিউটিং