Boshqaruv hamda pedagog kadrlarni qayta tayyorlash va ularni malakasini oshirish instituti

Nazorat savollari 
1.
Simmetirk multiprotsessorli tizimlar? 
2.
Simmetirk multiprotsessorli tizimlarni qullanilish sohalari. 
3.
Protsessorlar sonini cheklash nima uchun kerak 

---

118 
20-Ma’ruza. 
Buyruqlar darajasidagi parallel vektorli tizimlar (PVP), 
klasterli tizimlar 
Reja:
1. 
Buyruqlar darajasidagi parallellik
 
2. 
Parallel vektorli tizimlar
 
3. 
Klasterli tizimlar
 
 
Tayanch iboralar: 
buyruqlar,vektor, PVP arxitektura,
 
Raqamli kompyuter bu berilgan buyruqlar asosida masalalarni echa oladigan 
mashinadir. Masala echimini bayon qiladigan buyruqlar ketma ketligi dastur deb 
ataladi. Har bir kompyuterning elektron sxemasi cheklangan sondagi buyruqlar 
majmuasini taniydi va bajara oladi. Barcha dasturlar bajarilishidan oldin 
qo‘yidagilardan murakkab bo‘lmagan buyruqlar ketma ketligiga aylantiriladi:
- Ikkita sonni qo‘shish;
- Son nol emasligiga tekshirish;
- Ma’lumotning biror qismini kompyuter xotirasining bir qismdan ikkinchi qismiga 
ko‘chiradi.
Bu sodda buyruqlar majmuasi insonlarning kompyuter bilan muloqatini 
ta’minlovchi tilni tashkil etadi. Bunday til mashina tili deb ataladi.
Yangi kompyuter yaratuvchilari kompyuterning mashina tiliga qanday 
buyruqlarni kiritish kerakligi masalasini hal qiladilar.Bu kompyuterning ishlatilish 
maqsadiga bog‘liq bo‘ladi, ya’ni kompyuter qanday masalalarni echishga 
muljallanganligiga. Odatda mashina buyruqlarini mumkin qadar sodda qilishga 
harakat qilinadi. Bu kompyuter konstruksiyasi murakkablashuvi oldini oladi va 
zaruriy elektronikaga nisbatan xarajatlarni kamaytiradi. Ko‘pchilik mashina tillari 
o‘ta sodda bo‘lib, ularni ishlatish murakkab va mashaqqatlidir.
Oddiy kuzatishlar vaqt o‘tishi bilan turli darajadagi abstraksiyalarni 
yaratishga olib keldi. Har bir abstraksiya o‘zidan qo‘yi darajadagi abstraksiya 
ustiga quriladi. Huddi shunday yo‘l bilangina kompyuter bilan bo‘ladigan muloqat 

---

119 
mashaqqatini engib o‘tish mumkin. Inson kompyuter muloqatiga bunday 
yondoshuvni kompyuter tashkil etilishidagi ko‘psathlilik deb ataladi. 
Parallel kompyuterlar, tAHMinan, apparatning paralellikni qo'llab-
quvvatlash darajasiga qarab tasniflanishi mumkin, ko'p yadroli va ko'p protsessorli 
kompyuterlar bitta mashina ichida bir nechta ishlov berish elementlariga ega, 
klasterlar, MPP va tarmoqlar bir xil kompyuterda ishlash uchun bir nechta 
kompyuterlardan foydalanadi. Ixtisoslashgan parallel kompyuter arxitekturalari 
ba'zida an'anaviy vazifalarni tezlashtirish uchun an'anaviy protsessorlar bilan birga 
qo'llaniladi.
Ba'zi hollarda parallellik dasturchi uchun shaffof, masalan, bit darajasidagi 
yoki buyruq sathidagi parallellikdagi, ammo aniq parallel algoritmlarni, xususan, 
parallellikni ishlatadiganlarni yozish ketma-ketlikdan ko'ra qiyinroq, chunki bir 
xillik bir nechta yangi mumkin bo'lgan dasturiy ta'minot xatolarining sinflari, 
ulardan poyga sharoitlari eng keng tarqalgan. Turli xil kichik topshiriqlar orasidagi 
aloqa va sinxronizatsiya odatda dasturning optimal parallel ishlashini ta'minlash 
uchun eng katta to'siqlardan biridir.
Parallellashtirish natijasida bitta dasturni tezlashtirishning nazariy yuqori 
chegarasi Amdahl qonuni bilan ifodalanadi. 
Kompyuter dasturlari an'anaviy ravishda ketma-ket hisoblash uchun 
yozilgan. Bu shuni anglatadiki, muammoni hal qilish uchun algoritm muammoni 
kichikroq ko'rsatmalarga ajratadi. Ushbu alohida ko'rsatmalar keyinchalik 
kompyuterning markaziy protsessor qismida birma-bir bajariladi. Faqat bitta 
ko'rsatma tugagandan so'ng, keyingisi boshlanadi. 
Parallel hisoblashning afzalliklari shundaki, kompyuterlar kodni yanada 
samarali bajarishi mumkin, bu esa "katta ma'lumotlar" ni har qachongidan ham 
tezroq saralash orqali vaqt va pulni tejashga imkon beradi. Parallel dasturlash 
yanada murakkab muammolarni hal qilishi, jadvalga ko'proq resurslarni keltirishi 
mumkin. Bu quyosh energiyasini yaxshilashdan tortib moliya sohasi qanday 
ishlashini o'zgartirishgacha bo'lgan dasturlarda yordam beradi.

---

120 
Parallelizm turlari: 
Bit darajadagi parallellik: Bu protsessor hajmining o'sishiga asoslangan 
parallel hisoblash shakli. Bu katta hajmli ma'lumotlarda vazifani bajarish uchun 
tizim bajarishi kerak bo'lgan ko'rsatmalar sonini kamaytiradi.
Misol: 8 bitli protsessor ikkita 16 bitli butun sonlarning yig'indisini hisoblashi 
kerak bo'lgan stsenariyni ko'rib chiqing. Dastlab 8 ta pastki tartibli bitni jamlashi 
kerak, so'ngra 8 ta yuqori tartibli bitni qo'shib, operatsiyani bajarish uchun ikkita 
ko'rsatma kerak. 16 bitli protsessor operatsiyani faqat bitta ko'rsatma bilan 
bajarishi mumkin. 
Ko'rsatma darajasidagi parallellik: protsessor har bir soat tsikli fazasi uchun 
faqat bittadan kam ko'rsatmaga murojaat qilishi mumkin. Ushbu ko'rsatmalarni 
qayta buyurtma qilish va guruhlash mumkin, ular keyinchalik dastur natijasiga 
ta'sir qilmasdan bir vaqtda bajariladi. Bunga ko'rsatma darajasidagi parallellik 
deyiladi.
Vazifa paralelligi: Vazifa parallelligi vazifani pastki topshiriqlarga ajratib, 
so'ngra har bir kichik topshiriqni bajarishga ajratishni qo'llaydi. Protsessorlar bir 
vaqtning o'zida pastki vazifalarni bajaradilar.
PVP-tizimlarining asosiy xususiyati - bu mustaqil ma'lumotlar vektorlarini 
samarali qayta ishlashning bir xil turi uchun buyruqlarni ta'minlaydigan maxsus 
vektor-quvur protsessorlarining mavjudligi.konveyerning funktsional qurilmalarida 
to'ldirilgan. Qoida tariqasida, ushbu protsessorlarning bir nechtasi (1-16) ko'p 
protsessorli konfiguratsiyalarda umumiy xotira (SMP ga o'xshash) bilan bir vaqtda 
ishlaydi. 
Bir nechta tugunlarni kalit yordamida ulash mumkin (MPP ga o'xshash). 
Vektor formatida ma'lumotlarni uzatish skaler formatga qaraganda ancha tezroq 
bo'lgani uchun (maksimal tezlik 64 GB / s bo'lishi mumkin, bu skalyar 
mashinalarga qaraganda 2 daraja tezdir), keyin parallelizatsiya paytida ma'lumotlar 
oqimlari o'rtasidagi o'zaro ta'sir muammosi ahamiyatsiz bo'ladi. Va nima yomon 
parchalanib ketgan skalyar mashinalarda parallellashadi, vektorli mashinalarda 
yaxshi parallellashadi. Shunday qilib, PVP-arxitektura tizimlari umumiy maqsadli 

---

121 
mashinalar bo'lishi mumkin. Biroq, vektor protsessorlari juda qimmat bo'lgani 
uchun, bu mashinalarni ommaga taqdim etib bo'lmaydi. 
Uchta eng mashhur PVP arxitektura mashinalari: 
1. CRAY X1, SMP arxitekturasi. Standart konfiguratsiyadagi eng yuqori 
tizim ishlashi o'nlab teraflops bo'lishi mumkin. 
20.1-rasm. CRAY X1 
2. NEC SX-6, NUMA arxitekturasi. Tizimning eng yuqori ishlashi 8 
Tflopsga yetishi mumkin, bu bitta protsessor - 9,6 Gflops. Tizim bitta operatsion 
tizim tasviridan 512 tagacha protsessorni o'lchaydi. 
3. Fujitsu-VPP5000 (vektorli parallel ishlov berish), MPP arxitekturasi. Bitta 
protsessorning ishlashi 9,6 Gflops, eng yuqori ko'rsatkich tizimning ishlashi 1249 
Gflops ga yetishi mumkin, maksimal xotira hajmi 8 TB. Tizim 512 tugungacha 
o'lchaydi. 
20.1-rasm. Fujitsu-VPP5000 
PVP tizimlarida dasturlash paradigmasi pastadir vektorizatsiyasini (oqilona 
ishlashga erishish uchun) ta'minlaydi bitta protsessor) va ularni parallellashtirish 
(bir dastur tomonidan bir nechta protsessorlarni bir vaqtning o'zida yuklash uchun). 
Amalda quyidagi tartiblarni bajarish tavsiya etiladi: 

---

122 
• masalani matritsa shakliga aylantirish uchun qo‘lda vektorlashtirishni 
amalga oshiring. Bunday holda, vektor uzunligiga mos ravishda, o'lchamlar 
matritsalar 128 yoki 256 ga karrali bo'lishi kerak; 
• virtual fazoda vektorlar bilan ishlash, kerakli funksiyani qatorga 
kengaytirish va qatordagi atamalar sonini 128 yoki 256 ga karrali qoldirish. 
Katta jismoniy xotira (terabaytning bir qismi) tufayli PVP tizimlaridagi 
yomon vektorizatsiya qilinadigan vazifalar ham kompyuterlarda tezroq hal 
qilinadi.
Kompyuter protsessorlari arxitekturasining rivojlanish tarixida ikkita asosiy 
bosqichni ajratish mumkin:
1-bosqich -protsessorlarning soat chastotasini oshirish (2000 yilgacha);
2-bosqich -ko'p yadroli protsessorlarning paydo bo'lishi (2000 yildan keyin).
Shunday qilib, SMP (Symmetrical MultiProcessing) ga asoslangan 
yondashuv, unda bir nechta protsessorlar tizim resursini baham ko'radigan va 
birinchi navbatda operativ xotira bilan ishlaydigan yuqori samarali serverlarni 
qurishda ishlab chiqilgan bo'lib, ichki yadrolar darajasiga "pastga" o'tdi. protsessor.
Ko'p yadroli protsessorlar yo'lida birinchi bo'lib Hyper-Threading 
texnologiyasi birinchi bo'lib 2002 yilda Intel Pentium 4 protsessorlarida taqdim 
etilgan: 
20.3-rasm.
Hyper-Threading texnologiyasi 

---

123 
Ushbu texnologiyada ikkita virtual protsessor bir fizik protsessorning barcha 
resurslarini, ya'ni keshlarni, ijro etuvchi quvur liniyasini va individual ijro 
birliklarini bir-biri bilan bo'lishadi. Bundan tashqari, agar bitta virtual protsessor 
umumiy resursni egallagan bo'lsa, ikkinchisi uning chiqarilishini kutadi. Shunday 
qilib, Hyper-Threading-ga ega bo'lgan protsessorni unda ishlaydigan har bir 
jarayonni to'liq vositalar to'plami bilan o'z virtual kompyuteri bilan ta'minlaydigan 
va fizikaviy apparatda ushbu jarayonlarning tartibi va vaqtini rejalashtiradigan ko'p 
vazifali operatsion tizim bilan taqqoslash mumkin. Faqatgina Hyper-Threading 
holatida, bularning barchasi ancha past darajada bo'ladi. Shunga qaramay, ikkita 
buyruqlar oqimi protsessorning ijro etuvchi qurilmalarini yanada samarali 
yuklashga imkon beradi. Hyper-Threading texnologiyasidan foydalanish natijasida 
protsessor ishlashining real o'sishi 10 foizdan 20 foizgacha baholanmoqda.
To'liq quvvatli ikki yadroli protsessor (20.2-rasmga qarang) ba'zi vazifalar 
bo'yicha ishlash samaradorligini 80 dan 100 foizgacha namoyish etadi. 
20.4-rasm.
Ikki yadroli protsessor 
Shunday qilib, ikki yadroli va umuman ko'p yadroli protsessorni miniatyura 
SMP tizimi sifatida ko'rish mumkin, bu murakkab va qimmat multiprotsessorli 
anakartlardan foydalanishni talab qilmaydi.
Bundan tashqari, har bir yadro (masalan, Intel Pentium Extreme Edition 840 
protsessorida) Hyper-Threading texnologiyasini qo'llab-quvvatlashi mumkin va 

---

124 
shuning uchun bunday ikki yadroli protsessor bir vaqtning o'zida to'rtta dasturni 
bajarishi mumkin.
2007 yil boshida Intel Teraflops Research Chip
(http://www.intel.com/research/platform/terascale/teraflops.htm) deb nomlangan 
80 yadroli, bitta chipli protsessorni taqdim etdi. Ushbu protsessor minimal yadro 
soat tezligi 3,16 gigagerts va 0,95 V kuchlanishda 1,01 teraflop ishlashga erishishi 
mumkin. energiya sarfi chip faqat 62 vatt.
Intel keyingi 5 yil ichida ko'proq yadroli protsessorlarning tijorat versiyalari 
paydo bo'lishini tAHMin qilmoqda va 2010 yilga kelib etkazib beriladigan 
serverlarning to'rtdan bir qismi teraflopga ega bo'ladi ishlash.