Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Архитектура персонального компьютера, многопроцессорной вычислительной системы с общей шиной и магистрального суперкомпьютера




Читайте также:
  1. C2 Покажите на трех примерах наличие многопартийной политической системы в современной России.
  2. FDDI. Архитектура сети, метод доступа, стек протоколов.
  3. II этап. Определение общей потребности в собственных финансовых ресурсах.
  4. II. Системы, развитие которых можно представить с помощью Универсальной Схемы Эволюции
  5. III. Требования к организации системы обращения с медицинскими отходами
  6. Oсoбеннoсти и прoблемы функциoнирoвaния вaлютнoй системы Республики Белaрусь
  7. А). Системы разомкнутые, замкнутые и комбинированные.
  8. А. Оппозиция логичных и нелогичных действий как исходноеотношение социальной системы. Теория действия Парето и теория действия Вебера
  9. Авиационно-транспортной системы
  10. Автоматизированные системы обработки данных

Архитектура многопроцессорных вычислительных систем

В процессе развития суперкомпьютерных технологий идею повышения производительности вычислительной системы за счет увеличения числа процессоров использовали неоднократно. Если не углубляться в исторический экскурс и обсуждение всех этих попыток, то можно кратко описать развитие событий.

Экспериментальные разработки по созданию многопроцессорных вычислительных систем начались в 70-х годах 20 века. Одной из первых таких систем стала разработанная в университете Иллинойса МОС ILLIAC IV, которая включала 64 (в проекте до 256) процессорных элементов (ПЭ), работающих по единой программе, которая применяется к содержимому собственной оперативной памяти каждого ПЭ.

Обмен данными между процессорами осуществлялся через специальную матрицу коммуникационных каналов. Указанная особенность коммуникационной системы дала название''Матричные суперкомпьютеры''соответствующему классу МОС.

Отметим, что более широкий класс МОС с распределенной памятью и с произвольной коммуникационной системой получил в дальнейшем название "Многопроцессорные системы с массовым параллелизмом", или МОС с MPP-архитектурой (MPP - Massively Parallel Processing).

При этом, как правило, каждый из ПЭ MPP системы является универсальным процессором, действующим по своей собственной программе (в отличие от общей для всех ПЭ матричной МВД).

Первые матричные МОС выпускались буквально поштучно, поэтому их стоимость была фантастически высокой. Серийные же образцы подобных систем, такие как ICL DAP, включавшие до 8192 ПЭ, появились значительно позже, однако не получили широкого распространения, учитывая сложность программирования МОС с одним потоком управления (с одной программой, общей для всех ПЭ).

Первые промышленные образцы мультипроцессорных систем появились на базе векторно-конвейерных компьютеров в середине 80-х годов.

Наиболее распространенными МОС такого типа были суперкомпьютеры фирмы Cray. Однако такие системы были чрезвычайно дорогими и производились небольшими сериями. Как правило, в подобных компьютерах объединялось от 2 до 16 процессоров, которые имели равноправный (симметричный) доступ к общей оперативной памяти. В связи с этим они получили название симметричные мультипроцессорные системы (Symmetric Multi-Processing - SMP).



Как альтернатива таким дорогим мультипроцессорным системам на базе векторно-конвейерных процессоров была предложена идея строить эквивалентные по мощности многопроцессорные системы из большого количества дешевых микропроцессоров выпускаемых серийно.

Однако очень скоро оказалось, что SMP архитектура имеет достаточно ограниченные возможности по наращиванию количества процессоров в системе из-за резкого увеличения числа конфликтов при обращении к общей шине памяти.

В связи с этим оправданной представлялась идея обеспечить каждый процессор собственной оперативной памятью, превращая компьютер в объединение независимых вычислительных узлов.

Такой подход значительно увеличил меру масштабируемости многопроцессорных систем, но в свою очередь потребовал разработки специального способа обмена данными между вычислительными узлами, реализуемый обычно в виде механизма передачи сообщений (Message Passing).

Компьютеры с такой архитектурой является наиболее яркими представителями MPP систем. В настоящее время эти два направления (или какие их комбинации) являются доминирующими в развитии суперкомпьютерных технологий.



Нечто среднее между SMPи MPP представляют NUMA-архитектуры (Non Uniform Memory Access), в которых память физически разделена, но логически общедоступна. При этом время доступа к различным блокам памяти становится неодинаковым. В одной из первых систем этого типа Cray T3D время доступа к памяти другого процессора был в 6 раз больше, чем к своей собственной.

В настоящее время развитие суперкомпьютерных технологий идет по четырем основным направлениям:

· векторно-конвейерные суперкомпьютеры;

· SMP системы;

· MPP системы;

· кластерные системы.

Рассмотрим основные особенности перечисленных архитектур.

 

19.


Дата добавления: 2015-01-19; просмотров: 27; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты