Параллельные вычисления. Баканов В.М. - 35 стр.

                                      - 35 -


  2 Принципы построения многопроцессорных
    вычислительных систем

  2.1 Архитектура многопроцессорных вычислительных систем

  Архитектура параллельных компьютеров развивалась практически с само-
го начала их создания и применения, причем в самых различных направлени-
ях. Наиболее общие положения приводят к двум классам – компьютеры с
общей памятью и компьютеры с распределенной памятью.
  Компьютеры с общей памятью (мультипроцессоры, компьютеры с разде-
ляемой памятью) состоят из нескольких (одинаковых, возможно) процессо-
ров, имеющих равноприоритетный доступ к общей памяти с единым адрес-
                                                 ным пространством (рис.7a).
                                                 Типичный пример такой архи-
                                                 тектуры – компьютеры класса
                                                 SMP (Symmetric Multi Proces-
                                                 sors), включающие несколько
                                                 процессоров, но одну память,
                                                 комплект     устройств   вво-
                                                 да/вывода и операционную
                                                 систему (‘symmetric’ означает
                                                 возможность каждого процес-
                                                 сора выполнять то же, что и
                                                 любой       другой;     2 ÷ 4-
                                                 процессорные серверы SMP-
                                                 архитектуры легко приобрести
                                                 почти в любом компьютерном
Рисунок 7 — Параллельные компьютеры: с общей магазине). Достоинством ком-
    памятью - а) и с распределенной памятью – б)
                                                 пьютеров с общей памятью
                                                 является (относительная) про-
стота программирования параллельных задач (нет необходимости занимать-
ся организацией пересылок сообщений между процессорами с целью обмена
данными), минусом – недостаточная масштабируемость (при увеличении
числа процессоров возрастает конкуренция за доступ к общим ресурсам – в
первую очередь памяти, что ограничивает суммарную производительность
системы). Реальные SMP-системы содержат обычно не более 32 процессоров,
для дальнейшего наращивания вычислительных мощностей подобных систем
используется NUMA-технология (см. ниже). Отечественной SMP-
разработкой является ЭВМ ‘Эльбрус-1’ (В.С.Бурцев, 1980) с быстродействи-
ем до 15 млн. оп./с. (125 млн. оп./с. для ‘Эльбрус-2’); компьютеры этой моде-
ли до сих пор обеспечивают функционирование систем противоракетной
обороны и космических войск России.