Blue Gene
集団通信ネットワークは、ある1ノードと複数ノードとの一対多通信やファイル転送に用いられるもので、各ノードと他の1~3ノードとの相互接続による2分木ネットワークによって構成される。発信元から末端までの遅延は最大5マイクロ秒、帯域は2.8Gbpsである。
ノード処理結果の収集・集約
現在のスーパーコンピュータ向け並列アプリケーションでは、各ノードの処理結果を集約する操作に多く時間を費やしている。その性質を踏まえ、Blue Geneの集団通信ネットワークには最大・最小値、合計等の整数演算やビット列論理演算による集約機能を備えている。Blue Geneの集団通信ネットワークの遅延は他の一般的なスーパーコンピュータにくらべ1/10から1/100であり、Blue Gene/Lの最大構成時においても効率的な集約処理を実現している。
ブロードキャスト
あるノードから複数のノードにデータをブロードキャストするのに集合通信ネットワークが用いられる。三次元トーラスネットワークでもブロードキャストは可能だが、ネットワークトポロジの面から見て集合通信ネットワークのほうがずっと効率的である。
計算ノードでは、Compute Node Kernel(CNK)と呼ばれる独自のOSカーネルが動作している。マルチユーザをサポートしない、同時実行スレッド数はCPUの数と同じ2つのみ、ページング機能を持たずアドレス空間は512MiBに固定するなど、機能を絞ることでOSのオーバーヘッドを小さくしている。 CNKはPOSIXに近いインタフェースを持ち、アプリケーション開発者に対してGNU GlibcとファイルI/O用システムコールを提供している。I/O処理はCNKが行うのではなく、CNKの要求を受けたI/Oノードが代わりに実行する。上で述べたCNKの制限からforkやexecなどのマルチプロセスはサポートしない。
計算ノードの初期化や監視・管理・デバッグのためにイーサネットとJTAG等のインタフェースを変換回路を介して接続するネットワークが用意されている。このネットワークを用いて管理用コンピュータから遠隔操作を行う。