Вычислительные машины и системы. Ремонтов А.П - 90 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

90
6.4 Масштабируемые параллельные системы МКМД.
Современные параллельные вычислительные системы, включая аппаратные и про-
граммные средства, называются масштабируемыми (scalable), если их ресурс может
быть изменен в зависимости от требований производительности/стоимости. Это понятие
включает в себя следующие составляющие:
• Функциональность и производительность. Масштабируемая система
должна повышать (понижать) свою производительность пропорционально повыше-
нию (понижению) своих ресурсов. В идеале эта зависимость должна быть линейной.
• Стоимость. Стоимость системы при масштабировании должна меняться
пропорционально (но не быстрее, чем линейно).
• Совместимость. Одни и те же компоненты системы, включая аппаратные
и программные средства, должны использоваться после масштабирования без больших
изменений.
В простейшем случае масштабируемость системы может быть достигнута за счет из-
менения количества модулей - процессоров или вычислительных машин, входящих в
нее. Масштабируемость характеризуется своим размером-максимальным количеством
вычислительных модулей, которое может быть включено в нее без нарушения ее рабо-
тоспособности. Например, Симметричная мультипроцессорная Система (SMP, 1997)
имеет предел до 64 процессоров, а система IBM SP2 (1997) - до 512 процессоров.
В настоящее время наибольшее распространение получили пять вариантов МКМД сис-
тем:
• Системы с массовым параллелизмом (massively parallel processor- МРР);
• Симметричные мультипроцессорные системы (SMP);
• Кластеры рабочих станций (cluster of workstations-COW);
• Системы с распределенной памятью (distributed shared memory-DSM);
• Систолические структуры.
Системы с массовой параллельной обработкой (MPP) включают тысячи, десятки, ино-
гда - сотни тысяч процессорных элементов. Подобные системы могут иметь различную
организацию. Одни системы относят к категории SIMD с мелкозернистым параллелиз-
мом. Они работают под управлением специальных управляющих ЭВМ, раздающих зада-
ния процессорам и контролирующих их коммутацию и обмен. Сами процессорные эле-
менты могут быть достаточно простыми и иметь невысокую производительность. В
частности, в одной из первых ЭВМ такого типа - Connection Machines - 1 (CM-1) ис-
пользовались однобитные АЛУ в которых 32-битовое сложение выполнялось за 24мкс!
АЛУ объединялись в ПЭ, состоявший из 16 таких ОУ и 4 блоков локальной памяти. Про-
   6.4 Масштабируемые параллельные системы МКМД.
   Современные параллельные вычислительные системы, включая аппаратные и про-
граммные средства, называются масштабируемыми (scalable), если их ресурс может
быть изменен в зависимости от требований производительности/стоимости. Это понятие
включает в себя следующие составляющие:
   •            Функциональность и производительность. Масштабируемая система
   должна повышать (понижать) свою производительность пропорционально повыше-
   нию (понижению) своих ресурсов. В идеале эта зависимость должна быть линейной.
   •            Стоимость. Стоимость системы при масштабировании должна меняться
   пропорционально (но не быстрее, чем линейно).
   •            Совместимость. Одни и те же компоненты системы, включая аппаратные
   и программные средства, должны использоваться после масштабирования без больших
   изменений.
   В простейшем случае масштабируемость системы может быть достигнута за счет из-
менения количества модулей - процессоров или вычислительных машин, входящих в
нее. Масштабируемость характеризуется своим размером-максимальным количеством
вычислительных модулей, которое может быть включено в нее без нарушения ее рабо-
тоспособности. Например, Симметричная мультипроцессорная Система (SMP, 1997)
имеет предел до 64 процессоров, а система IBM SP2 (1997) - до 512 процессоров.
   В настоящее время наибольшее распространение получили пять вариантов МКМД сис-
тем:
   •            Системы с массовым параллелизмом (massively parallel processor- МРР);
   •            Симметричные мультипроцессорные системы (SMP);
   •            Кластеры рабочих станций (cluster of workstations-COW);
   •            Системы с распределенной памятью (distributed shared memory-DSM);
   •            Систолические структуры.
   Системы с массовой параллельной обработкой (MPP) включают тысячи, десятки, ино-
гда - сотни тысяч процессорных элементов. Подобные системы могут иметь различную
организацию. Одни системы относят к категории SIMD с мелкозернистым параллелиз-
мом. Они работают под управлением специальных управляющих ЭВМ, раздающих зада-
ния процессорам и контролирующих их коммутацию и обмен. Сами процессорные эле-
менты могут быть достаточно простыми и иметь невысокую производительность. В
частности, в одной из первых ЭВМ такого типа - Connection Machines - 1 (CM-1) ис-
пользовались однобитные АЛУ в которых 32-битовое сложение выполнялось за 24мкс!
АЛУ объединялись в ПЭ, состоявший из 16 таких ОУ и 4 блоков локальной памяти. Про-

                                    90

Страницы