М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

Оммавий параллел ишлов берувчи тизимлар.
Ҳисоблаш тизимларини МРР оммавий параллел ишлов бериш архитектурасига киритиш аломати бўлиб, n процессорлар сони хизмат қилади. Процессорлар сонини қатъий чегараси йўқ, аммо n>128 бўлса, бу МРР бўлади, n <32 эса йўқ. МРР – тизимнинг умумлашган структураси 7.15-расмда кўрсатилган.
Ҳисоблаш тизимини МРР синфига киритишнинг асосий хусусиятларини қуйидагича ифода қилиш мумкин:
- стандарт микропроцессорлар;
- физик тақсимланган хотира;
- ўтказиш хусусияти юқори ва кечикиш вақти кичик бўлган уланиш тармоғи;
- яхши кенгайиши (мингта процессоргача);
- хабарларни жўнатиш асинхрон MIMD – тизими;
- дастур алоҳида манзил маконига эга бўлган кўп процессорлар кўринишида бўлади.
Оммавий параллел ишлов берувчи тизимларнинг пайдо бўлишининг асосий сабабларидан бири улкан унумдорли ҳисоблаш тизимларини қуриш зарурияти, иккинчиси унумдорлик бўйича ҳам, нархи бўйича ҳам ишлаб чиқиш чегарасини катта диапазонга суришга интилишдир. Процессорлар сони кенг меъёрда ўзгариши мумкин бўлган МРР - тизимлар учун молиявий маблағи ва ҳисоблаш қуввати олдиндан белгиланган конфигурацияни танлаш ҳар доим тўғри бўлади.

МРР – тизимнинг ўзига хос фазилати – ўзига бўйсунадиган, кўпинча битта ёки бир нечта синфларга тегишли бўлган бир хил (ўзаро алмашиладиган) қурилмалар орасида масалаларни тақсимлайдиган, ягона бошқариш қурилмасининг (процессорнинг) борлигидир. Ўзаро алоқа схемаси умумий кўринишда деярли соддадир:

- марказий бошқариш қурилмаси ҳар бирига муҳимлик даражаларини белгилаб, топшириқлар навбатини шакллантиради;
- бўйсунадиган қурилмаларнинг бўшашига қараб, уларга навбатда турган топшириқ узатилади;
- бўйсунадиган қурилмалар марказий процессорга топшириқнинг бажарилаётгани ҳақида, айниқса бажарилишнинг тугалланиши ёки қўшимча ресурсларга эхтиёж борлиги ҳақида маълум қилади;
- марказий қурилмада тобе процессорларнинг ишини назорат қилувчи, шу жумладан ҳисобга олинмаган (нештатная) вазиятларни пайқайдиган, муҳимлик даражаси юқори бўлган масалалар келиб қолса топшириқни бажаришдан узилиш воситалари бор.
Марказий процессорда операцион тизимнинг ядроси (масалаларни режалаштирувчи) бажарилади, унга тобе процессорларда иловалар бажарилади деб ҳисоблаш мазмунан тўғридир. Процессорлар орасидаги тобелик аппарат поғонасида бўлганидек, дастурлар поғонасида ҳам амалга оширилади.
Кенгайиш хусусияти туфайли бугунги кунда МРР – тизимлар унумдорлиги бўйича етакчи ҳисобланади. Бунга мисол қилиб, 6768 процессорли Intel Paragon ни келтириш мумкин. Бошқа тарафдан, паралеллаштириш МРР – тизимларда процессорлар сони кам бўлган кластерларга нисбатан янада мураккаб масалага айланади. Ёдда тутиш керакки, одатда процессорлар сонининг ўсиши билан унумдорликни ўстириш, умуман жуда тез камаяди (Амдал қонуни). Бундан ташқари, жуда кўп процессор боғламаларини самарали юклашни эплайдиган масалаларни топиш мураккаб. Бугунги кунда МРР - тизимларда ҳамма иловалар ҳам самарали бажарилмайди. Турли архитектурали тизимлар орасида дастурларнинг бир – бирини тушуниш муаммоси ўрин тутади. Паралеллаштириш самарадорлиги кўпинча МРР – тизими архитектурасининг деталларига боғлиқ, масалан процессор боғламаларининг уланиш топологияси.
Топологиянинг ҳар қандай боғламаси бошқа боғлама билан тўғридан – тўғри улана олса, энг самарали топология ҳисобланади, бироқ МРР асосидаги тизимларда амалга ошиши техник жиҳатдан қийин. Кўпинча, замонавий МРР – компьютерларда процессор боғламалари ёки икки ўлчамли панжарани (масалан, SNI/Pyramid RM1000 да), ёки гиперкубни (nCube суперкомпьютерларидек) ташкил этади .
Ҳамма нарсанинг мураккаблигига қарамасдан, оммавий параллеллизмли тизимларнинг қўлланиш соҳалари кенгайиб боряпти. Бу синфнинг турли тизимлари жаҳоннинг жуда кўп етакчи суперкомпьютерли марказларида ишлатиляпти. Алоҳида таъкидлаб ўтиш керакки, векторли супер ЭҲМ ни ишлаб чиқаришда жаҳоннинг етакчи компанияси бўлган Cray Research фақат векторли тизимларга мўлжалланмаганлигини Cray T3D ва Cray T3E компьютерлари намоён қиляпти. Ниҳоят, АҚШ энергетика вазирлигининг суперкомпьютерли лойиҳаси Pentium базасидаги МРР – тизимларга асосланганини эслатиб ўтиш керак.