JPH08227406A - 並列計算機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】並列計算機において、複数のプロセッサを接続
しプロセッサ間データ転送を行うネットワークの信頼性
を向上する。 【構成】ＣＰＵ１１，２１，３１、メモリ１２，２２，
３２及びプロセッサやネットワークの故障を診断しＯＳ
やユーザーに対して報告を行う診断パケットを使用し、
診断パケットを自分に対して送受信するセルフテストを
行う機構、並列計算機システムの立ち上げ時に診断パケ
ットの送受信を行う機構、システム稼働中にネットワー
クが未使用時及び定期的に診断パケットを送受信する機
構を持ったネットワークインターフェース回路１４，２
４，３４を内蔵し、それぞれを内部バス１３，２３，３
３によって接続した演算プロセッサＰＵ（１）１…ＰＵ
（ｎ）２及び診断専用プロセッサＰＵ（ｎ＋１）３とプ
ロセッサ間データ転送用ネットワーク４とデータ転送信
号１０，２０，３０とシステム全体の運用に使用するサ
ービスプロセッサ（ＳＶＰ）５とプロセッサ制御信号６
によって構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のプロセッサを接
続したネットワークによりプロセッサ間データ転送を行
う並列計算機のネットワーク診断方法に関連する。

【０００２】

【従来の技術】従来の複数のコンピュータをＬＡＮ等の
コンピュータネットワークで接続したシステムにおい
て、例えばイーサネットで接続した場合ネットワークに
障害があるか否かをテストする従来技術として、Ｗ．リ
チャード．ステーグンス著「ＵＮＩＸネットワークプロ
グラミング」（トッパン刊）のＰ５２７〜５５０にＵＮ
ＩＸシステムにおけるｐｉｎｇルーチンが記述されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術であるＵＮＩ
Ｘシステムにおけるｐｉｎｇコマンドは、複数のプロセ
ッサをネットワークで接続しプロセッサ間データ転送を
行う並列計算機については考えられていない。また、ｐ
ｉｎｇコマンドは、ユーザがマニュアルでコマンドを発
行することにより有効になるもので、システム運行中、
不注意によりプロセッサ間データ信号線を切断してしま
った場合や、何らかの外乱により何れかのプロセッサや
ネットワークを構成するハードウェアが故障してしまっ
た場合などは障害部位の発見が難しい。プロセッサの数
が少なければ従来の方法やサービスプロセッサ等の使用
により人手で障害部位の指摘は可能だが、超並列計算機
の様にプロセッサの数が多くなってくると障害部位の発
見にかなり時間と工数がかかってしまう。

【０００４】多くの並列計算機は複数のプロセッサ間を
大量のケーブルで接続している可能性が高く、プロセッ
サ数の増加に比例してケーブルも増えるので、並列計算
機は今までの計算機に比べ処理能力が大幅に向上する反
面、障害処理を強化しなければ、システムの稼働率が落
ちてしまう可能性がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為
に、複数のプロセッサを接続したネットワークによりプ
ロセッサ間データ転送を行う並列計算機において、従来
のネットワーク診断テスト手段を各プロセッサが自分に
対して自動的に行うセルフテストの制御手段を持つ。

【０００６】またネットワーク上に通常の演算を行うプ
ロセッサ以外に診断専用のプロセッサを設け、この診断
専用プロセッサが従来のネットワーク診断テスト手段を
自動的に行う制御手段を持つ。

【０００７】また、従来のネットワーク診断テスト手段
を、システム立ち上げ時に各プロセッサが自動的に行う
制御手段を持つ。

【０００８】また、従来のネットワーク診断テスト手段
を、システム運行中ネットワーク未使用時又は定期的に
自動的に行う制御手段を持つ。

【０００９】

【作用】本発明に係わる並列計算機において、プロセッ
サ間ネットワークとネットワークに接続される複数のプ
ロセッサとの間において、ネットワークの故障を診断し
ＯＳやユーザーに対して報告を行う診断パケットを使用
し、各プロセッサが自分に対して自動的に診断テストを
行いセルフテストをする事により、自分がネットワーク
へのデータ送受信処理を正常に行えるか自覚する事が可
能となる。

【００１０】また、ネットワーク上に通常の演算を行う
プロセッサ以外に診断専用のプロセッサを設け、このプ
ロセッサにのみ自動的に診断を行わせる事により、他の
演算プロセッサの演算処理を妨げることなくネットワー
クの診断が行え、診断テストによるシステム全体の処理
能力の低下を防ぐ事が可能となる。

【００１１】また、システム立ち上げ時に各プロセッサ
が自動的に診断テストを行う事により、何れかのプロセ
ッサ又はネットワークを構成するハードウェアが故障し
たままシステムが動作を開始してしまい誤動作する事を
未然に防ぐ事が可能となる。

【００１２】また、システム運行中に各プロセッサがネ
ットワーク未使用時又は定期的に診断テストを自動的に
行う事により、システムの運行中にユーザーがコマンド
を発行することなくネットワークの診断が行え、何らか
の外乱により何れかのプロセッサやネットワークを構成
するハードウェア等が故障しても早期に報告されるの
で、故障したままシステムを運用し続け、誤動作してし
まう事を未然に防ぐ事が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を用いて説明す
る。

【００１４】先ず、本発明に係る並列計算機の構成につ
いて述べる。

【００１５】図１は、本発明に係る並列計算機であり、
ｎ個の演算プロセッサをネットワークに接続し、プロセ
ッサ間データ転送を行い、かつ、実際の計算に用いるプ
ロセッサ間データ通信とは異なる、ネットワーク上のハ
ードウェアが故障しているか否かを検出する為のネット
ワーク診断専用通信も行う並列計算機の構成を示す。図
１において、１，２はプロセッサ（ＰＵ（１），…，Ｐ
Ｕ（ｎ））を示す。各プロセッサ１，２はＣＰＵ１１，
２１とメモリ１２，２２及びネットワークインターフェ
ース回路１４，２４を備え、それぞれがプロセッサ内部
バス１３，２３を介して接続される。各プロセッサは、
データ転送信号１０，２０を介してプロセッサ間結合の
ネットワーク４に接続されている。５はサービスプロセ
ッサ（ＳＶＰ）であり、各プロセッサ１，２に対してプ
ロセッサ制御信号６を介して接続される。

【００１６】図２は図１で述べたプロセッサを構成する
回路の一つであり、各プロセッサ１，２とプロセッサ間
結合ネットワーク４との間でデータ転送を行う為のイン
ターフェースであるネットワークインターフェース回路
１４の内部構成を示す。図２において、ネットワークイ
ンターフェース回路１４は、プロセッサ内メモリの送信
パケット領域からデータを読み取り、ネットワークへデ
ータを送信したり、診断パケットを自動生成する機能を
持つ送信回路１０１と、１０１とは逆にネットワークか
らデータを受信しプロセッサ内メモリの受信パケット領
域へデータを書き込んだり診断パケットを受信した時、
診断回路へ診断パケットを転送する機能を持つ受信回路
１０２と、ネットワークインターフェース回路を制御す
る為の制御コマンドを保持する為のネットワークコント
ロールレジスタ（ＮＣＲ）１０４と、ネットワークイン
ターフェース回路内部の状態を示すネットワークステー
タスレジスタ（ＮＳＲ）１０３と、受信した診断パケッ
トを解析し、ネットワークを診断するネットワーク診断
回路１０６と、他プロセッサから診断パケットを受信し
た場合に、パケットヘッダーを書き換え、ネットワーク
を介して元のプロセッサへ送り返す為のパケットヘッダ
ー書き換え回路１０７及び時間を監視するタイマー監視
回路１０５を備える。

【００１７】送信回路１０１は、バスデータ入力信号１
１０を介してプロセッサ内部メモリ上のパケット送信領
域からパケットを受け取ると、パケット送信信号１１１
にてネットワークへと送信する。また、バスデータ入力
信号１１０を介して内部バス１３からＯＳ等が作成した
診断パケットが入力されたり、送信回路内部で診断パケ
ットを生成した場合、送信診断パケット出力信号１１２
を介して診断回路１０６へ出力し、送信診断パケットが
パケットヘッダー変換回路１０７から１１３の送信診断
パケット入力信号を介して入力されると、無条件にパケ
ットヘッダーを書き換えただけの折り返しパケットをパ
ケット送信信号１１１を介してネットワークへ出力する
機能を持つ。さらに、定期的に診断を行う設定にすると
タイマー監視回路１０５からのタイマー信号により、一
定の時間毎に診断パケットの送出を行う機能も持つ。ま
た、送信診断パケットを一度送出した後ネットワークス
テータスレジスタ（ＮＳＲ）の値により受信診断パケッ
トを受け取るか、受信診断パケットが消失してタイムア
ウトになる等、診断処理が終了するまで次の診断パケッ
トは出力しない。

【００１８】受信回路１０２は、ネットワークよりパケ
ット受信信号１２１を介してパケットを受信すると、バ
スデータ出力信号１２０を介してプロセッサ内部バスを
経由してメモリ上のパケット受信領域へパケットを出力
する。また、パケット受信信号１２１を介して他プロセ
ッサからの診断パケットや自プロセッサの送信回路１０
１が送信した診断パケットを受信すると、他のプロセッ
サからの診断パケットの場合は折り返しパケット出力信
号１２３を介しパケットヘッダー変換回路１０７へパケ
ットを出力し、自プロセッサ内部の送信回路１０１が送
信した診断パケットの場合は受信診断パケット出力信号
１２２を介して診断回路１０６へパケットを出力する機
能を持つ。

【００１９】ネットワークステータスレジスタ（ＮＳ
Ｒ）１０３は、送信回路１０１からの送信回路ステータ
ス信号１４１や受信回路１０２からの受信回路ステータ
ス信号１４２及び診断回路１０６からの診断回路ステー
タス信号１４３のデータを集約し、プロセッサ内部バス
１３と送信回路１０１へネットワークステータス信号１
４０を出力する。

【００２０】ネットワークコントロールレジスタ（ＮＣ
Ｒ）１０４は、プロセッサ内部バス１３からネットワー
クコントロール信号１３０を介してネットワークコント
ロール命令を受け、送信回路制御信号１３１を送信回路
１０１へ出力する。

【００２１】診断回路１０６は、送信回路１０１からの
送信診断パケットと受信回路１０２からの受信診断パケ
ットを比較し判定を行いネットワークステータスレジス
タ（ＮＳＲ）１０３へ結果を報告する。この時、タイマ
ー監視回路１０５からのタイマー信号１５０を使用し
て、送信診断パケットが入力されてから一定期間内に受
信診断パケットが入力されなければタイムアウトエラー
としてネットワークステータスレジスタ（ＮＳＲ）１０
３に結果報告する。報告する内容は、診断を行ったプロ
セッサアドレスと診断結果であり、正常終了かパケット
コンペアエラーかタイムアウトエラーである。

【００２２】タイマー監視回路１０５は、一定期間毎に
プロセッサ内部の回路と送信回路１０１、診断回路１０
６へタイマー信号１５０を出力する。タイマー割り込み
発生回路としての機能がある。

【００２３】パケットヘッダー書換回路１０７は受信回
路１０２から折り返しパケット出力信号１２３を介して
診断パケットが入力されると、パケットの種類を送信診
断パケットから受信診断パケットに変換し、同時に送信
元プロセッサアドレスと受信先プロセッサアドレスをス
ワップして、折り返しパケット入力信号１１３を介して
送信回路１０１にパケットヘッダー書き換え後の診断パ
ケットを出力する機能を持つ。

【００２４】図３は図２で述べたネットワークインター
フェース回路１４を構成する回路の一つである送信回路
１０１の内部構成を示す。図３において、送信回路１０
１は、送信回路制御信号１３１、ネットワークステータ
ス信号１４０及びタイマー信号により送信回路１０１内
部を制御する送信回路制御回路１１０１、パケットをネ
ットワークへ出力する送信バッファ１１０２、診断パケ
ットを送信回路１０１内部で自動的に作成する診断パケ
ット作成回路１１０３及びＯＳなどの作成したメモリ上
のパケット内のフラグを読み取り、そのパケットが通常
パケットか診断パケットかを判定するパケットコード解
析回路１１０４を備える。

【００２５】又、それらの大規模な回路の他に、プロセ
ッサ内部バス１３からのパケットが通常パケットか診断
パケットかにより送信経路を切り換える通常／診断切り
換えスイッチ１１１１、診断パケットの作成方法を切り
換える診断パケット作成手段切り換えセレクタ１１１
２、通常パケットを出力するか診断パケットを出力する
か切り換える通常／診断パケットセレクタ１１１３、折
り返しパケットと通常／診断パケットのどちらを出力す
るか切り換える折り返しパケットセレクタ１１１４も備
える。

【００２６】送信回路制御回路１１０１は、ネットワー
クコントロールレジスタ（ＮＣＲ）１０４からの送信回
路制御信号１３１とネットワークステータスレジスタ
（ＮＳＲ）１０３からのネットワークステータス信号１
４０とタイマー監視回路１０５からのタイマー信号１５
０が入力され内容を解析し、自動診断パケット作成信号
１１６１を自動診断パケット作成回路１１０４に、診断
パケット作成手段切り換え信号１１６２を診断パケット
作成手段切り換えセレクタ１１１２に、通常／診断パケ
ット送出切り換え信号１１６３を通常／診断パケットセ
レクタ１１１３に、折り返しパケット送出切り換え信号
１１６４を折り返しパケットセレクタ１１５１に出力
し、送信回路内のパケット送信経路を制御する。

【００２７】送信バッファ１１０２は、プロセッサ内部
バス１３からバスデータ入力信号１１０を介して、ＯＳ
などがメモリ１２上のパケット送信領域に作成したパケ
ットを受け取るバッファである。同時に本バッファが使
用中であるか否かを送信回路ステータス信号１４１を介
してネットワークステータスレジスター（ＮＳＲ）１０
３に対して報告を行う。

【００２８】診断パケット作成回路１１０３は、送信回
路制御回路１１０１から診断パケット作成信号１１６１
を介して診断パケット作成命令を受けると、自動的に診
断パケットを作成し、パケットをパケット送信経路に出
力する。

【００２９】パケットコード解析回路１１０４はバスデ
ータ入力信号１１０から入力されたパケットのパケット
コードのみを読み取って、内部バス１３から入力された
パケットの種類が通常のパケットか診断パケットかを判
定し、通常／診断切り換えスイッチ１１１１に送信パケ
ットコード解析報告信号１１７１を出力し、パケットの
送信経路を切り換える。

【００３０】図４は図３と同様に、図２で述べたネット
ワークインターフェース回路１４を構成する回路の一つ
である、受信回路１０２の内部構成を示す。図４におい
て、受信回路１０２はネットワーク４からパケットを取
り込む受信バッファ１２０１、受信バッファ１２０１が
入力したパケットのフラグを読み取って、パケットの種
類が通常パケットか診断パケットか折り返し診断パケッ
トかを判定するパケットコード解析回路１２０２、受信
バッファ１２０１やパケットコード解析回路１２０２な
ど受信回路を構成する回路のステータスを集約し、ネッ
トワークステータスレジスタ（ＮＳＲ）１０３に報告す
る受信回路ステータス報告回路１２０３、パケットコー
ド解析回路１２０２の結果により受信経路を切り換える
折り返しパケット切り換えスイッチ１２１１及び通常／
診断パケット切り換えスイッチ１２１２などを備える。

【００３１】受信バッファ１２０１はネットワーク４か
らパケット受信信号１２１を介しパケットを取り込み、
そのパケットを受信パケット経路（１）１２２１へ出力
し、同時に受信バッファ１２０１内のパケット受信状況
等の報告を受信バッファ状態報告信号１２３０を介して
受信回路ステータス報告回路１２０３へ出力する。

【００３２】パケットコード解析回路１２０２は、ネッ
トワーク４からパケット受信信号１２１を介して入力さ
れた受信パケットのパケットコードのみを読み取って、
その値により受信したパケットが通常パケットか受信診
断パケットか送信診断パケットかの判定を行い、その結
果を通常／診断パケット受信報告信号１２４０及び折り
返しパケット受信報告信号１２５０を介して受信回路ス
テータス報告回路１２０３へ出力する。また同時に折り
返しパケット切り換えスイッチ１２１１と通常／診断パ
ケット切り換えスイッチ１２１２の制御を行い受信回路
内部のパケット受信経路を切り換える。

【００３３】受信回路ステータス報告回路１２０３は受
信バッファ１２０１からの受信バッファ状態報告信号１
２３０とパケットコード解析回路１２０２からの通常／
診断パケット受信報告信号１２４０及び折り返しパケッ
ト受信報告信号１２５０を受け、その内容を受信回路ス
テータス信号１４２を介しネットワークステータスレジ
スタ（ＮＳＲ）１０３へ出力する。

【００３４】図５は本発明に係る並列計算機のプロセッ
サ間データ転送に使用するパケットのフォーマットを示
す。図５においてパケットは、パケットの始まりを示す
パケットヘッダーと内容を示すパケットデータから成
る。パケットヘッダーはパケットの種類を示すパケット
コード、パケットの大きさを示すパケットレングス、送
信元を示す送信元プロセッサアドレス及び受信先を示す
受信先プロセッサアドレスで構成される。

【００３５】パケットコードは、前に述べたようにパケ
ットの種類を示すが、具体的には通常の演算時に使用す
る通常パケットと自プロセッサが他のプロセッサに対し
て診断をする送信診断パケットと他のプロセッサからの
診断パケットの返事である受信診断パケットによって値
が変えられ、本実施例では通常通信パケットは“０
０”、送信診断パケットは“０１”、受信診断パケット
は“１０”とする。

【００３６】パケットレングスは、パケットに含まれる
パケットデータの数を示し、診断パケットの場合解析を
容易にする為、パケットデータを２個に設定する。

【００３７】送受信プロセッサのアドレスは、並列計算
機立ち上げ時に各プロセッサ毎に違った値がサービスプ
ロセッサＳＶＰより割り当てられているので、その値を
参照して設定する。

【００３８】パケットデータは、診断用パケットの場合
ダミーデータとし、解析を容易にする為、第一パケット
データをオール“０”に、第二パケットデータをオール
“Ｆ”に設定する。

【００３９】図６は本発明に係る並列計算機であり、ｎ
個の演算プロセッサと診断専用のプロセッサをネットワ
ークに接続し、プロセッサ間データ転送とネットワーク
を診断する診断パケットの送受信を行う並列計算機の構
成を示す。図６において、１，２は演算プロセッサ（Ｐ
Ｕ（１），…，ＰＵ（ｎ））を示し３は診断専用プロセ
ッサ（ＰＵ（ｎ＋１））を示す。各プロセッサ１，２，
３はＣＰＵ１１，２１，３１とメモリ１２，２２，３２
及びネットワークインターフェース回路１４，２４，３
４を備え、それぞれがプロセッサ内部バス１３，２３，
３３を介して接続される。各プロセッサ１，２，３は、
データ転送信号１０，２０，３０によりプロセッサ間結
合のネットワーク４に接続される。５はサービスプロセ
ッサ（ＳＶＰ）であり、各プロセッサ１，２，３にプロ
セッサ制御信号６を介して接続される。

【００４０】続いて本実施例に係る並列計算機の動作を
述べる。

【００４１】システム立ち上げ時、サービスプロセッサ
（ＳＶＰ）５が本並列計算機の構成情報を元に、プロセ
ッサ制御信号６を介して各プロセッサ１，２に並列計算
機を構成するネットワーク４上でのアドレスやネットワ
ーク構成情報などを配布し配布終了後、各プロセッサ内
部が立ち上げ処理を開始する。各プロセッサ１，２は装
置立ち上げ処理に入ると、ネットワークインターフェー
ス回路１４に対してセルフテストの要求を発行する。そ
の為に、ネットワークインターフェース回路１４内部の
ネットワークコントロールレジスタ（ＮＣＲ）に、自プ
ロセッサに対して送信診断パケットを送信する命令を発
行する。その命令を受けるとネットワークインターフェ
ース回路１４内部の送信回路１０１が自プロセッサ１宛
の送信診断パケット自動診断パケット作成回路１１０４
にて作成し、ネットワーク４に送信し同時に、この送信
診断パケットは診断回路１０６に格納しておく。ネット
ワーク４に送信後、送信診断パケットの受信先プロセッ
サアドレスが自プロセッサ１宛になっている為、送信診
断パケットがネットワーク４からそのままネットワーク
インターフェース回路１４内に受信される。パケットを
ネットワークインターフェース回路１４内の受信回路１
０２が受信すると、そのパケットは送信診断パケットの
為、送信して来たプロセッサ側のアドレスへ送り返す処
理を行う。受信回路１０２内のパケットコード解析回路
１２０２が送信診断パケットと解析すると折り返しパケ
ット切り換えスイッチ１２１１を折り返しパケット処理
側に切り換え、パケットヘッダー書換回路１０７でパケ
ットコードを受信診断パケットのコード“１０”に書き
換た後、送信回路１０１へパケットを転送し、送信回路
１０１から再びネットワーク４へと受信診断パケットを
送信する。ネットワーク２がこのパケットを受けると、
送信先プロセッサアドレスが同じ為、再び自プロセッサ
１に対して、本パケットを送り返す。自プロセッサ１
が、受信診断パケットをネットワークインターフェース
回路１４内部の受信回路１０２に受信すると、パケット
コード解析回路１２０２がパケットコードを解析し、受
信診断パケットと判断する。すると、折り返しパケット
切り換えスイッチ１２１１と通常／診断パケット切り換
えスイッチ１２１２を制御し、受信したパケットをネッ
トワーク診断回路１０６へ転送する。ネットワーク診断
回路１０６が受信診断パケットを受けると、先程格納し
ておいた送信診断パケットと比較し、パケットが正しけ
ればネットワーク及び自プロセッサ１のネットワークイ
ンターフェース回路１４が正常であることをネットワー
クステータスレジスタ（ＮＳＲ）１０３に対して報告す
る。これらの動作が終了するとＣＰＵ１１がネットワー
クステータスレジスタ（ＮＳＲ）を参照し、問題が無け
ればセルフテストを正常終了するが、送受信診断パケッ
トが受信されなかった場合にはタイムアウトを返し、無
事受信されても診断結果が悪ければ、診断パケットコン
ペアーエラーを返す。セルフテストでこれらの不良が発
生すると、サービスプロセッサ（ＳＶＰ）５に対して自
プロセッサ１が不良である事を報告する。

【００４２】セルフテストが正常終了すると自プロセッ
サ１から他のプロセッサ２に対しての診断を行う。これ
は、パケットの作成方法はセルフパケットと同様に診断
パケット作成回路１１０４によってパケットを作成し、
今度はセルフパケットのように受信先アドレスを自プロ
セッサ１宛ではなく、他のプロセッサ２宛のアドレスに
設定し、ネットワークインターフェース回路１４内部の
送信回路１０１がネットッワーク４を介して他のプロセ
ッサ２に送信する。他のプロセッサ２が自プロセッサ１
からの送信診断パケットをネットワークインターフェー
ス回路２４に受信すると、セルフテストと同様にパケッ
トコードを受信診断パケットに変換し、且つ送信元アド
レスと受信先アドレスのスワップを行って、ネットワー
ク４を介し自プロセッサ１に送り返す。そして自プロセ
ッサ１が受信診断パケットを受信すると、ネットワーク
インターフェース回路１４内部の受信回路１０２は受信
診断パケットを、ネットワークインタフェース回路１４
内部のネットワーク診断回路１０６に転送し、先ほど送
信した送信診断パケットと比較し、比較結果をネットワ
ークステータスレジスタ（ＮＳＲ）１０３に報告する。
その後、ＣＰＵ１１がネットワークステータスレジスタ
（ＮＳＲ）１０３の値を読み取り、今回診断したプロセ
ッサ２の正常／異常を判定する。他のプロセッサ２へ診
断が終了すると、次のプロセッサへの診断パケット送信
を行い、これを全プロセッサに対して順番に繰り返す。

【００４３】各プロセッサ１，２がそれぞれ全プロセッ
サに対する診断を終了すると、システムの稼働に入り、
ＯＳ等のブートを開始する。

【００４４】システム稼働時の診断は、従来の技術であ
るユーザーコマンドやＯＳ等からのソフトウェアルーチ
ンによる診断パケットの送受信をするものと、ネットワ
ークインターフェース回路１４が自動的に診断パケット
を作成しネットワークへ送受信するものと２種類があ
る。従来の技術であるユーザーコマンドからのソフトウ
ェアルーチンによる診断パケットの送受信は、まずメモ
リ１２上の送信パケット領域にダミーパケットを作成
し、診断を行いたいプロセッサに対して通常パケットと
して送受信を行い、送信したパケットと受信したパケッ
トをＯＳがソフトウェア的に解析／判断する方法と、送
信診断パケットとしてメモリ上にパケットを作成し、他
のプロセッサ２へ送信し、他のプロセッサ２が受信診断
パケットに変換して折り返しパケット送信したものを自
プロセッサ１が受信してネットワークインターフェース
回路１４がハードウェア的に解析し、その結果をＯＳが
参照して判断する方法とがある。

【００４５】ネットワークインターフェース回路１４が
自動的に診断パケットを作成しネットワークへ送受信す
る方法には、ＯＳがネットワークインターフェース回路
１４に対し、診断パケットを自動生成して診断を行う命
令を発行し、ネットワークインターフェース回路１４内
部の診断パケット作成回路１１０３が診断パケットを自
動的に生成し、他のプロセッサ２に対して診断パケット
の送受信を行い、ネットワーク診断回路１０６でハード
ウェア的に解析し、その結果をＯＳが参照し判断する方
法と、ＯＳが前もってネットワークインターフェース回
路１４を、ネットワークが未使用であれば診断パケット
を自動生成して診断を行うモードに設定し、自プロセッ
サ１のネットワークインターフェース回路１４に対して
ＣＰＵ１１がアクセスしていない時、診断パケットをネ
ットワークインターフェース回路１４内部で診断パケッ
トを自動生成し、他のプロセッサ２に対して診断パケッ
トの送受信を行い、ネットワーク診断回路１０６でハー
ドウェア的に解析し、その結果が異常であればＯＳに対
して報告する方法と、ＯＳがネットワークインターフェ
ース回路１４を、一定期間毎に診断パケットを発行する
モードに設定し、ネットワークインターフェース回路１
４内部でタイマー監視回路１０５のタイマー信号１５０
を参照して一定期間毎に診断パケットを自動生成し、他
のプロセッサ２に対して診断パケットの送受信を行いネ
ットワーク診断回路１０６でハードウェア的に解析し、
その結果が異常であればＯＳに対して報告する方法があ
る。

【００４６】続いて、今までに述べた並列計算機のシス
テムに追加して、通常の演算を行う複数のプロセッサ
１，２以外に診断専用プロセッサ３をネットワーク４に
接続した場合の動作を以下に述べる。システム立ち上げ
時、サービスプロセッサ（ＳＶＰ）５が本並列計算機の
構成情報を元に、プロセッサ制御信号６を介して各演算
プロセッサ１，２と診断専用プロセッサ３に並列計算機
を構成するネットワーク４上でのアドレスやネットワー
ク構成情報などを配布し配布終了後、各プロセッサ内部
での処理を開始する。各演算プロセッサ１，２と診断専
用プロセッサ３は装置立ち上げ処理に入ると、各プロセ
ッサ内部のネットワークインターフェース回路に対して
セルフテストの要求を発行し、前に述べたものと同様セ
ルフテスト処理を実行する。セルフテスト処理が終了す
ると、演算プロセッサ１，２はサービスプロセッサ（Ｓ
ＶＰ）５からのシステム立ち上げ処理終了の報告が入る
までしばらく待ち状態になる。ここで診断専用プロセッ
サ３のみが動作し、各演算プロセッサ１，２に対する診
断処理を行う。診断専用プロセッサ３が全プロセッサに
対する診断処理を終了すると、診断専用プロセッサ３が
サービスプロセッサ（ＳＶＰ）５に全プロセッサに対す
る診断処理終了の報告を行い、サービスプロセッサ（Ｓ
ＶＰ）５がそれを受けるとサービスプロセッサ（ＳＶ
Ｐ）５は全プロセッサにシステム立ち上げ処理終了の報
告を行う。全プロセッサがシステム立ち上げ処理終了の
報告をサービスプロセッサ（ＳＶＰ）５から受けると全
プロセッサはＯＳ等のブート処理に入りシステム稼働開
始となる。本構成で、システム運用中のネットワーク診
断テストは、演算用プロセッサ１，２からの診断パケッ
ト送受信は行わず、ネットワーク診断専用プロセッサ３
のみが各演算用プロセッサ１，２に対する診断パケット
の送受信とセルフテストを行う。このネットワーク診断
専用プロセッサ３によるネットワークの診断処理におい
て他のプロセッサの故障等が発見されると、演算プロセ
ッサ１，２は診断処理を行っていないので、自分からは
故障プロセッサの存在を把握することができないが、診
断専用プロセッサ３がネットワークの診断処理を行うこ
とによって診断専用プロセッサ３は故障プロセッサの発
見が可能である。診断専用プロセッサ３が演算用プロセ
ッサの故障を発見すると、ネットワーク４を介して全演
算プロセッサ１，２に対して、通常のパケットを使用し
て、ブロードキャスト転送を行い、報告する。この診断
専用プロセッサは常に各自プロセッサ１，２及び３に対
する診断パケットの送受信を行っており、通常のパケッ
トは診断パケット解析結果で故障プロセッサが発見され
たときの各演算用プロセッサ１，２に対するブロードキ
ャスト報告の時のみ行う。

【００４７】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
複数のプロセッサを接続したネットワークによりプロセ
ッサ間データ転送を行う並列計算機においてシステム立
ち上げ時またはシステム運行中、ネットワークや他のプ
ロセッサに対してネットワークを構成するハードウェア
の故障等を診断する診断専用のパケットを送受信するこ
とにより障害の早期検出が可能になる為、計算機システ
ムの稼働率が上がる。又、システムの運行中、通常のデ
ータ転送路と切り換えて診断パケットの送受信を行う
為、通常のデータ通信と衝突することなく安全であり、
又ネットワーク未使用時や定期的な診断パケットの送受
信を行う為、ネットワークの使用効率が向上する。

【００４８】さらに演算プロセッサ以外に診断専用のプ
ロセッサを設けることにより、頻繁な診断パケット送受
信によるＣＰＵやシステム全体の処理能力の低下を防ぐ
事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る並列計算機の構成の概要
を示す。

【図２】本発明の実施例に係る並列計算機のネットワー
クインターフェース回路の構成を示す。

【図３】本発明の実施例に係るネットワークインターフ
ェース回路内部の送信回路の構成を示す。

【図４】本発明の実施例に係るネットワークインターフ
ェース回路内部の受信回路の構成を示す。

【図５】本発明の実施例に係る並列計算機のプロセッサ
間データ転送に用いるパケットのフォーマットを示す。

【図６】本発明の実施例に係る並列計算機の構成の概要
を示す。

【符号の説明】

１…プロセッサ（ＰＵ(１)）、 ２…プロセッサ
（ＰＵ(ｎ))、３…プロセッサ（ＰＵ(ｎ＋１)）、 ４
…ネットワーク、５…サービスプロセッサ(ＳＶＰ)、
６…プロセッサ制御信号、７…ネットワーク制御信号、
10…データ転送信号（ＰＵ(１)）、11…ＣＰＵ
（ＰＵ（１））、 12…メモリ（ＰＵ（１））、
13…プロセッサ内部バス（ＰＵ（１）)、14…ネットワ
ークインターフェース回路（ＰＵ（１））、20…データ
転送信号(ＰＵ(ｎ)）、 21…ＣＰＵ（ＰＵ（ｎ））、22
…メモリ（ＰＵ（ｎ））、 23…プロセッサ内部バ
ス(ＰＵ(ｎ))、24…ネットワークインターフェェース回
路（ＰＵ(ｎ)）、30…データ転送信号(ＰＵ(ｎ＋１))、
31…ＣＰＵ（ＰＵ(ｎ＋１)）、32…メモリ（ＰＵ
（ｎ＋１））、33…プロセッサ内部バス（ＰＵ（ｎ＋
１））、34…ネットワークインターフェース回路（ＰＵ
（ｎ＋１））、40…ネットワーク回路障害報告ラッチ、
101…送信回路（ＰＵ（１））、102…受信回路（ＰＵ
（１））、 201…送信回路（ＰＵ（ｎ））、20
2…受信回路（ＰＵ（ｎ））、 301…送信回路
(ＰＵ(ｎ＋１))、302…受信回路（ＰＵ（ｎ＋１））、1
03…ネットワークステータスレジスタタ（ＮＳＲ）、10
4…ネットワークコントロールレジスタ（ＮＣＲ）、105
…タイマー監視回路、 106…パケット診断回
路、107…ヘッダー書換回路、 110…バスデー
タ入力信号、111…パケット送信信号、 112…
送信診断パケット出力信号、113…折り返しパケット入
力信号、 120…バスデータ出力信号、121…パケット受
信信号、 122…受信診断パケット出力信号、12
3…折り返しパケット出力信号、 130…ネットワークコ
ントロール信号、131…送信回路制御信号、 14
0…ネットワークステータス信号、141…送信回路ステー
タス信号、 142…受信回路ステータス信号、143…診
断回路ステータス信号、 150…タイマー信号、1101…
送信回路制御回路、 1102…送信バッファ、1103
…パケットコード解析回路、 1104…診断パケット作成
回路、1111…通常／診断切り換えスイッチ、1112…診断
パケット作成手段切り換えセレクタ、1113…通常／診断
パケットセレクタ、1114…通常／折り返しパケットセレ
クタ、1121…送信パケット転送路(１)、1131…通常パケ
ット転送路、 1132…診断パケット転送路、
1133…自動作成診断パケット転送路、 1141…送信パ
ケット転送路(２)、1151…診断パケット作成信号、1152
…診断パケット作成手段切り換え信号、1153…通常／診
断パケット送出切り換え信号、1154…折り返しパケット
切り換え信号、1161…通常／診断パケット入力切り換え
信号、1201…受信バッファ、 1202…
パケットコード解析回路、1203…受信回路ステータス報
告回路、1211…折り返しパケット切り換えスイッチ、12
12…通常／診断パケット切り換えスイッチ、1221…受信
パケット経路（１）、 1222…受信パケット経路
（２）、1230…受信バッファ状態報告信号、1240…通常
／診断パケット受信報告信号、1250…折り返しパケット
受信報告信号。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のプロセッサを接続したネットワーク
   によりプロセッサ間データ転送を行う並列計算機におい
   て、実際の計算に用いるプロセッサ間データ通信とは異
   なる、ネットワーク上のハードウェアが故障しているか
   否かを検出する為の診断用パケットをネットワーク上に
   転送して各プロセッサとネットワーク間の診断を行い障
   害部位の指摘とＯＳやユーザーに対する報告を行う並列
   計算機。
2. 【請求項２】複数のプロセッサを接続したネットワーク
   によりプロセッサ間データ転送を行う並列計算機におい
   て、各プロセッサが診断用パケットを自分に対して転送
   し、セルフテストを行う請求項１に記載されている並列
   計算機。
3. 【請求項３】複数のプロセッサを接続したネットワーク
   によりプロセッサ間データ転送を行う並列計算機におい
   て、実際の計算に用いる演算用プロセッサ以外にネット
   ワーク上に診断専用のプロセッサを別に接続し、このプ
   ロセッサがネットワーク又は他のプロセッサに対して診
   断用パケットの送受信を行い、ネットワークを構成する
   ハードウェアや他のプロセッサの診断を行う請求項１に
   記載されている並列計算機。
4. 【請求項４】複数のプロセッサを接続したネットワーク
   によりプロセッサ間データ転送を行う並列計算機におい
   て、システム立ち上げ時にプロセッサがネットワーク上
   に診断パケットを転送しネットワークを構成するハード
   ウェアや他のプロセッサの診断を行う請求項１に記載さ
   れている並列計算機。
5. 【請求項５】複数のプロセッサを接続したネットワーク
   によりプロセッサ間データ転送を行う並列計算機におい
   て、システム運行中ネットワーク未使用時又はタイマー
   等の使用により定期的に診断パケットをネットワーク上
   に転送し、ネットワークを構成するハードウェアや他の
   プロセッサの診断を行う請求項１に記載されている並列
   計算機。