Раздел 3 Классификации параллельных ВС 1

параллельных ВС: – Хокни – Фенга – Хэндлера – Шнайдера – Шора – Скилликорна
Современное

состояние – три вида параллельных ВС

данных (SISD, Single Instruction stream over a Single Data stream).
ОКМД — Вычислительная система с одиночным потоком команд и множественным

потокомданных (SIMD, Single Instruction, Multiple Data).
МКОД — Вычислительная система со множественным потоком команд и одиночным потокомданных (MISD, Multiple Instruction Single Data).
МКМД — Вычислительная система со множественным потоком команд и множественным потоком данных (MIMD, Multiple Instruction Multiple Data).

(переделать , чтобы на слайде для одного класса – словесное описание и картинка)

памятью и с распре-делённой памятью.
Конвейерные.
Сети — регулярные решётки, гиперкубы, иерар-хические структуры,

изменяющие конфигурацию.

В класс переключаемых машин попадают машины, в которых возможна связь каждого процессора с каждым, реализуемая с помощью переключателей

при выполнении машинных инструкций
число слов m, обрабатываемых одновременно данной ВС

и конвейерной обработки информации вычислительной системой.

Упр)
Число ЗУ команд IM
Тип переключателя между IP и IM
Количество процессоров

данных DP (АЛУ)
Число ЗУ данных DM
Тип переключателя между DP и DM
Тип переключателя между IP и DP
Тип переключателя между DP и DP

посколь-ку используют разные наборы классификационных признаков.
Современные параллельные системы все могут

быть отнесены только к классу MIMD (Флинн).
В настоящее время используется классификация, содержащая три класса:
SMP – Симметричные мультипроцессоры
MPP (Massively Parallel Processors) – Массивно-паралаллельные системы
Кластерные системы

единственную параллельную адресуемую магистраль
б) Каждый процессор имеет локальную КЭШ-память, и

они связаны с общей основной памятью через един-ственную параллельную адресуемую магистраль
в) Каждый процессор имеет локальные блоки основ-ной памяти (и может быть, КЭШ), все процессоры связаны с общей памятью через параллельную адресуемую магистраль.
Каждый из процессоров имеет равноправный доступ к общей памяти, но не имеет доступа к локальной памяти и к КЭШам других процессоров.

Все процессоры конкурируют за доступ к ней. Способ ослабления: индивидуальная

память для отдельных процессоров (рис.SMP1-(в))
Максимальное количество процессоров в SMP не удается сделать больше 32-х.
Для уменьшения конкуренции за общую память: может быть организован множественный доступ к памяти через коммуникационную подсистему, сложно, но к памяти могут обращаться одновре-менно несколько процессоров (см. след. слайд).

(например, AMD HyperTransport)

процессор имеет КЭШ (и, может быть, локальную память)
Процессоры и разделяемая

память связаны общей параллельной адресуемой магистралью.
Магистраль разделяется всеми процессорами, и поэтому является «узким» местом.
Число процессоров не превышает 32.
На многопроцессорном узле SMP работает локальная многозадачная ОС.
Несколько узлов SMP могут быть связаны коммуника-ционной сетью (напр Infiniband) – гибридная система.

на совокупности узлов работа-ет одна ОС с поддержкой многопроцессорности.
Узел нельзя

использовать как отдельный компьютер.
Физически распределенная память.
Сеть соединений между узлами с высокой пропуск-ной способностью и малыми задержками
Высокая масштабируемость (сотни тысяч узлов)

сетью с высокой пропускной способнос-тью и малыми задержками (Infiniband, Ethernet

10 Гбит) Система MPP – «сильно связанная система»
Высокая масштабируемость (105++ узлов)
Каждый из узлов НЕ может быть использован в качестве самостоятельного компьютера.
Характерная черта МРР-систем — наличие единст-венного управляющего устройства (процессора, узла), на большое число подчиненных узлов.

Узлы SMP и/или MPP часто используются как блоки для построения сверхмощных суперкомпьютеров.

совместно
В качестве узла кластера может выступать как одно-процессорная ВМ,

так и ВС типа SMP или МРР.
В качестве узлов кластеров могут использоваться как одинаковые ВС (гомогенные кластеры), так и разные (гетерогенные кластеры).
Узел кластера можно использовать как отдельный компьютер
Задержка при обмене между узлами гораздо выше, нежели при обмене между процессором и памятью внутри узла.
По своей архитектуре кластерная ВС является слабо связанной системой.

СПб.: Питер, 2007, Глава 8
Организация ЭВМ. 5 е изд. /

К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки. ‑ СПб.: Питер; 2003. Глава 12
Организация ЭВМ и систем: учебник для вузов. 2-е изд./ Б.Я. Цилькер, С.А. Орлов. – СПб.: Питер, 2007. Главы 10…14