Torus interconnect
टोरस इंटरकनेक्ट एक समानांतर कंप्यूटर प्रणाली में प्रसंस्करण नोड्स को जोड़ने के लिए एक स्विच-कम नेटवर्क टोपोलॉजी है। ज्यामिति में, वृत्त के लिए एक अक्ष सह-ग्रह के बारे में एक वृत्त को घुमाकर एक टोरस बनाया जाता है। जबकि यह ज्यामिति में एक सामान्य परिभाषा है, इस प्रकार के आकार के टोपोलॉजिकल गुण नेटवर्क टोपोलॉजी को इसके सार में वर्णित करते हैं। ज्यामिति चित्रण निम्नलिखित चित्र 1डी और 2डी टोरस हैं। 1डी टोरस एक सरल वृत्त है, और 2डी टोरस एक डोनट के आकार का होता है। नीचे दिए गए एनिमेशन से पता चलता है कि कैसे एक आयत से विपरीत किनारों के दो जोड़े को जोड़कर एक 2डी टोरस उत्पन्न किया जाता है। यहाँ टोरस की अवधारणा का उपयोग अनिवार्य रूप से नोड्स के एक अनुक्रम की शुरुआत और अंत का वर्णन करने के लिए किया जाता है, जैसे कि डोनट। अवधारणा को बेहतर ढंग से स्पष्ट करने के लिए, और यह समझने के लिए कि नेटवर्क इंटरकनेक्ट में टोपोलॉजी का क्या अर्थ है, हम टोरस टोपोलॉजी का उपयोग करके समानांतर इंटरकनेक्टेड नोड्स के 3 उदाहरण देते हैं। एक आयाम पर, एक टोरस टोपोलॉजी एक वृत्त के आकार के रिंग इंटरकनेक्ट नेटवर्क के बराबर है। 2डी पर, यह 2डी जाल के बराबर है, लेकिन किनारे के नोड्स पर अतिरिक्त कनेक्शन के साथ, जो 2डी टोरस की परिभाषा है। टोरस नेटवर्क टोपोलॉजी हम उपरोक्त आंकड़ों से नियम को सामान्यीकृत कर सकते हैं। टोरस इंटरकनेक्ट एक स्विच-लेस टोपोलॉजी है जिसे एन = 2,3, या अधिक आयामों की एक आयताकार सरणी में व्यवस्थित नोड्स के साथ एक जाल इंटरकनेक्ट के रूप में देखा जा सकता है, जिसमें प्रोसेसर अपने निकटतम पड़ोसियों से जुड़े होते हैं, और सरणी के विपरीत किनारों पर संबंधित प्रोसेसर जुड़े होते हैं। [1] इस जाली में, प्रत्येक नोड में 2N कनेक्शन होते हैं। इस टोपोलॉजी को यह नाम इस तथ्य से मिला है कि इस तरह से बनी जाली एक एन-आयामी टोरस के लिए टोपोलॉजिकल रूप से सजातीय है। विज़ुअलाइज़ेशन टोरस नेटवर्क टोपोलॉजी के पहले 3 आयामों की कल्पना करना आसान है और नीचे वर्णित हैंः 1 डी टोरसः यह एक आयाम है, एन नोड्स बंद लूप में जुड़े हुए हैं और प्रत्येक नोड अपने 2 निकटतम पड़ोसियों से जुड़ा हुआ है संचार 2 दिशाओं में हो सकता है, + x और-x। 1डी टोरस रिंग इंटरकनेक्शन के समान है। 2डी टोरसः यह 4 की डिग्री के साथ दो आयाम है, नोड्स की कल्पना n पंक्तियों और n स्तंभों के दो आयामी आयताकार जाली में की जाती है, जिसमें प्रत्येक नोड अपने 4 निकटतम पड़ोसियों से जुड़ा होता है, और विपरीत किनारों पर संबंधित नोड्स जुड़े होते हैं। दो विपरीत किनारों को जोड़ने के लिए आयताकार सरणी को एक "ट्यूब" में घुमाकर और फिर अन्य दो को जोड़ने के लिए एक टोरस में "ट्यूब" को मोड़कर विपरीत किनारों के संबंध की कल्पना की जा सकती है। संचार 4 दिशाओं में हो सकता है, + x, −x, + y, और −y। 2डी टोरस के कुल नोड्स n2 हैं। 3डी टोरसः यह तीन आयाम है, नोड्स की कल्पना एक आयताकार प्रिज्म के आकार में एक त्रि-आयामी जाली में की जाती है, जिसमें प्रत्येक नोड अपने 6 पड़ोसियों के साथ जुड़ा होता है, जिसमें सरणी के विरोधी चेहरों पर संबंधित नोड्स जुड़े होते हैं। प्रत्येक किनारे में एन नोड्स होते हैं। संचार 6 दिशाओं में हो सकता है, + x, −x, + y, −y, + z, −z। 3डी टोरस के प्रत्येक किनारे में एन नोड्स होते हैं। 3डी टोरस के कुल नोड्स n3 हैं। एन. डी. टोरसः इसमें एन आयाम हो सकता है, एन आयाम टोरस के प्रत्येक नोड में 2 एन पड़ोसी होते हैं, संचार 2 एन दिशाओं में हो सकता है। प्रत्येक किनारे में एन नोड्स होते हैं। इस टोरस के कुल नोड्स एनएन हैं। टोरस के उच्च आयाम होने की मुख्य प्रेरणा उच्च बैंडविड्थ, कम विलंबता और उच्च मापनीयता प्राप्त करना है। उच्च-आयामी सरणियों की कल्पना करना मुश्किल है लेकिन हम उपरोक्त नियम से देख सकते हैं कि प्रत्येक उच्च आयाम प्रत्येक नोड में निकटतम पड़ोसी कनेक्शनों की एक और जोड़ी जोड़ता है। प्रदर्शन शीर्ष 500 सूची में कई सुपरकंप्यूटर त्रि-आयामी टोरस नेटवर्क का उपयोग करते हैं, जैसे। आईबीएम का ब्लू जीन/एल और ब्लू जीन/पी, और क्रे एक्सटी3। आईबीएम का ब्लू जीन/क्यू पाँच आयामी टोरस नेटवर्क का उपयोग करता है। फुजित्सु के के कंप्यूटर और प्राइमएचपीसी एफएक्स10 टोफू नामक एक स्वामित्व वाले त्रि-आयामी टोरस 3डी जाल इंटरकनेक्ट का उपयोग करते हैं। इलिनोइस प्रौद्योगिकी संस्थान के 3डी टोरस प्रदर्शन सिमुलेशन संदीप पालूर और डॉ. इयोन रायकू ने 3डी टोरस प्रदर्शन का अनुकरण करने के लिए प्रयोग किए। उनके प्रयोग 250 जीबी रैम, 48 कोर और x86 _ 64 आर्किटेक्चर वाले कंप्यूटर पर चले। उनके द्वारा उपयोग किया जाने वाला सिम्युलेटर आरओएसएस (रेंससेलेर का ऑप्टिमिस्टिक सिमुलेशन सिस्टम) था। उन्होंने मुख्य रूप से तीन पहलुओं पर ध्यान केंद्रित कियाः नेटवर्क के आकार में परिवर्तन सर्वर की संख्या में परिवर्तन संदेश के आकार में परिवर्तन उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि सर्वर और नेटवर्क के आकार में वृद्धि के साथ थ्रूपुट कम हो जाता है। अन्यथा, संदेश के आकार में वृद्धि के साथ थ्रूपुट बढ़ता है। 6डी टोरस उत्पाद प्रदर्शन फुजित्सु लिमिटेड ने "टोफू" नामक एक 6डी टोरस कंप्यूटर मॉडल विकसित किया। अपने मॉडल में, एक 6डी टोरस 100 जीबी/एस ऑफ-चिप बैंडविड्थ, 3डी टोरस की तुलना में 12 गुना अधिक मापनीयता और उच्च दोष सहिष्णुता प्राप्त कर सकता है। मॉडल का उपयोग के कंप्यूटर और फुगाकू में किया जाता है। लाभ और नुकसान लाभ उच्च गति, कम विलंबता विपरीत किनारों के जुड़ाव के कारण, डेटा के पास एक नोड से दूसरे नोड तक जाने के लिए अधिक विकल्प होते हैं जिससे गति में बहुत वृद्धि होती है। बेहतर निष्पक्षता 4 × 4 जाल इंटरकनेक्ट में, नोड्स के बीच सबसे लंबी दूरी ऊपरी बाएँ कोने से निचले दाएँ कोने तक होती है। प्रत्येक डेटम को सबसे लंबे रास्ते की यात्रा करने के लिए 6 हॉप्स लगते हैं। लेकिन 4×4 टोरस इंटरकनेक्ट में, ऊपरी बाएँ कोने में केवल 2 हॉप्स के साथ निचले दाएँ कोने की यात्रा की जा सकती है कम ऊर्जा खपत चूंकि डेटा कम हॉप्स की यात्रा करता है, इसलिए ऊर्जा की खपत कम होती है। नुकसान तारों की जटिलता अतिरिक्त तार भौतिक डिजाइन चरण में मार्ग निर्धारण प्रक्रिया को और अधिक कठिन बना सकते हैं। यदि हम चिप पर अधिक तार बिछाना चाहते हैं, तो यह संभावना है कि हमें धातु की परतों की संख्या बढ़ाने या चिप पर घनत्व कम करने की आवश्यकता है, जो कि अधिक महंगा है। अन्यथा, विपरीत किनारों को जोड़ने वाले तार अन्य तारों की तुलना में बहुत लंबे हो सकते हैं। लिंक की लंबाई की यह असमानता आर. सी. में देरी के कारण समस्या पैदा कर सकती है। लागत जबकि लंबे रैप-अराउंड लिंक कनेक्शन टोपोलॉजी की कल्पना करने का सबसे आसान तरीका हो सकता है, व्यवहार में, केबल की लंबाई पर प्रतिबंध अक्सर लंबे रैप-अराउंड लिंक को अव्यावहारिक बनाते हैं। इसके बजाय, सीधे जुड़े हुए नोड्स-जिसमें नोड्स शामिल हैं जो उपरोक्त विज़ुअलाइज़ेशन एक ग्रिड के विपरीत किनारों पर रखते हैं, जो एक लंबे रैप-अराउंड लिंक द्वारा जुड़े होते हैं-भौतिक रूप से एक मुड़े हुए टोरस नेटवर्क में एक दूसरे के लगभग निकट स्थित होते हैं। मुड़े हुए टोरस नेटवर्क में प्रत्येक कड़ी बहुत छोटी होती है-लगभग एक साधारण ग्रिड इंटरकनेक्ट में निकटतम-पड़ोसी कड़ी के रूप में छोटी-और इसलिए कम विलंबता। कंप्यूटर क्लस्टर हार्टबीट निजी नेटवर्क स्विच्ड फैब्रिक संदर्भ कंप्यूटर नेटवर्क समानांतर कंप्यूटिंग सुपरकंप्यूटिंग भी देखें।