Многопроцессорные вычислительные системы


Разглядим главные классификационные признаки, по которым происходит разделение вычислительных систем (табл. 4.1).

Таблица 4.1. Систематизация вычислительных систем



Классификационный признак

Описание

По типу ЭВМ (микропроцессоров)

Однородные подразумевают комплексирование однотипных ЭВМ (микропроцессоров)

Неоднородные подразумевают комплексирование разнотипных ЭВМ (микропроцессоров)

По степени территориальной разобщенности

Сосредоточенного Многопроцессорные вычислительные системы типа, к которым относятся мультипроцессоры

Распределенного типа, к которым относятся мультикомпьютеры

По способам управления элементами вычислительной системы

Централизованные, в каких выделяется отдельная ЭВМ (микропроцессор), обеспечивающий управление вычислениями

В децентрализованных функции управления распределены меж элементами системы

Со Многопроцессорные вычислительные системы смешанным управлением

По принципу закрепления вычислительных функций за отдельными элементами системы

С жестким закреплением функций

С плавающим закреплением функций

По режиму работы

Работающие в оперативном режиме (on-line либо режиме реального времени) с жесткими ограничениями Многопроцессорные вычислительные системы на время обработки инфы)

Работающие в неоперативном режиме (off-line), допускающие отложенную обработку инфы

Сейчас мы можем перейти к рассмотрению многопроцессорных систем либо мультипроцессоров. Основная отличительная черта таких систем – это совместное внедрение несколькими микропроцессорами общей физической Многопроцессорные вычислительные системы памяти (рис. 4.3). Потому нередко мультипроцессоры именуют системами с общей памятью. Принципов построения вычислительных систем всего три – с внедрением общего микропроцессора, общей памяти и общих каналов связи.



Рис. 4.3. Мультипроцессор с общей Многопроцессорные вычислительные системы памятью

Снутри мультипроцессорной системы происходит информационное взаимодействие под управлением единой операционной системы, что значительно улучшает динамические свойства этого взаимодействия, но существенно усложняет операционную систему. И чем больше микропроцессоров, тем труднее программное обеспечение. Исходя Многопроцессорные вычислительные системы из убеждений программера организовать доступ 1-го микропроцессора к памяти – задачка обычная. В этом случае если микропроцессоров два, возникает необходимость контроля общего доступа к памяти и исключения вероятных конфликтов при воззвании к одним Многопроцессорные вычислительные системы участкам памяти. А если этих микропроцессоров 4, 8 либо даже 64? Потому программное обеспечение для таких систем, обычно, очень сложное и дорогостоящее.

ПРИМЕЧАНИЕ

Сложность организации совместного бесконфликтного доступа к общей памяти в мультипроцессорах – основная причина, по которой Многопроцессорные вычислительные системы многие производители, в том числе, IBM отказались от сотворения мультипроцессоров с огромным числом вычислителей (микропроцессоров).

Как и неважно какая вычислительная машина, мультипроцессор имеет устройства ввода-вывода. Есть конфигурации мультипроцессоров, в каких только часть Многопроцессорные вычислительные системы микропроцессоров имеют доступ к устройствам ввода-вывода, в других каждый микропроцессор может получить доступ к хоть какому устройству ввода-вывода. И тут мы подходим к главному, а конкретно самому Многопроцессорные вычислительные системы пользующемуся популярностью на нынешний момент направлению реализации многопроцессорных систем, которое называетсясимметричным мультипроцессором (Symmetric MultiProcessor - SMP).

По сопоставлению с мультикомпьютерами в мультипроцессорах достигается наивысшая оперативность взаимодействия вычислителей-процессоров (расстояния меж микропроцессорами 10-ки мм, а Многопроцессорные вычислительные системы меж компьютерами способны достигать сотен метров). Большая часть инженеров и исследователей параллельных вычислений, занимающихся созданием вычислительных систем, считают мультипроцессоры главным направлением развития средств вычислительной техники в дальнейшем.

Существует три типа мультипроцессоров Многопроцессорные вычислительные системы, отличающиеся механизмом доступа к памяти: UMA (Uniform Memory Access –однородный доступ к памяти), NUMA (Non UMA – неоднородный доступ к памяти) и COMA (Cache Only Memory Access –доступ только к кэш-памяти).

В UMA мультипроцессорах Многопроцессорные вычислительные системы каждый микропроцессор получает доступ к хоть какому модулю памяти за одно и то же время, а означает, слова считываются из памяти за одно и то же время. Потому самые резвые воззвания замедляются Многопроцессорные вычислительные системы, чтоб соответствовать самым неспешным, что очень комфортно для программистов, которым нет необходимости учесть время доступа к памяти. Программер, беря во внимание эту особенность, может предвидеть производительность системы на шаге разработки программного продукта, что Многопроцессорные вычислительные системы делает этот процесс очень действенным. Потому таковой вид доступа к памяти именуется «однородным».

NUMA мультипроцессоры свойством однородности не владеют. Дело в том, что у их какие-то модули памяти Многопроцессорные вычислительные системы размещаются поближе к микропроцессору, а какие далее от него, потому время доступа к этим модулям будет меньше. А означает для обеспечения требуемой производительности принципиально знать в каком модуле памяти размещаются данные и программка Многопроцессорные вычислительные системы.

ПРИМЕЧАНИЕ

NUMA мультипроцессоры выпускаются компанией Sun Microsystems под торговой маркой Sun Fire E25K, на базе микропроцессоров UltraSPARC IV.

У COMA мультипроцессоров основная память микропроцессоров употребляется в качестве кэш-памяти. Кстати этот тип Многопроцессорные вычислительные системы мультипроцессоров также является неоднородным, но природа неоднородности несколько другая.


mnogogrannost-upravleniya.html
mnogokaskadnie-usiliteli-referat.html
mnogokletochnie-zhivotnie-obshaya-harakteristika-osnovnih-klassov.html