Мавзу: Параллел ҳисоблаш тизимлари, Флинн классификацияси

Мавзу: Параллел ҳисоблаш тизимлари, Флинн классификацияси

• Режа:
• 1. Кўп машинали ва кўп процессорли компьютер тизимлари.
• 2. Флинн классификацияси.

• Компьютерларнинг тезлиги тобора ортмоқда, аммо уларга қўйиладиган талаблар доимий равишда ўсиб бормоқда. Астрономлар катта портлашдан то ҳозирги кунгача бутун коинот тарихини моделлаштиришга ҳаракат қилмоқдалар. Фармацевтлар лаборатория каламушлари легионларни қурбон қилмасдан, компьютерлардан фойдаланган ҳолда янги дори-дармонларни ишлаб чиқаришни хоҳлашади. Агар самолёт лойиҳачилари улкан шамол туннелларини қуриш ўрнига ўзларининг лойҳаларини компьютерда моделлаштирса яхши натижаларга эришишлари мумкин.

• Хулоса қилиб айтганда, компьютерлар қанчалик тезкор бўлмасин, уларнинг имкониятлари масалаларни (айниқса илмий, техник ва ишлаб чиқариш) ҳал қилиш учун ҳеч қачон етарли бўлмайди.
• Такт частотаси доимий равишда ошиб боришига қарамай, элементлар базасининг унимдорлиини чексиз ошириш мумкин эмас. Асосий муаммо ёруғлик тезлиги бўлиб қолмоқда - протонлар ва электронларни ундан тезроқ ҳаракатга келтириш мумкин эмас. Иссиқликнинг юқори тарқалиши туфайли компьютерлар юқори технологияли кондиционерларга айланди.

• Ва ниҳоят, транзисторлар ҳажми доимий равишда камайиб борар экан, охир-оқибат ҳар бир транзистор бир нечта атомлардан иборат бўладиган вақт келади, шунинг учун квант механикасининг қонунлари асосий муаммога айланиши мумкин.
• Натижада, мураккаброқ масалаларни ечиш имкониятига эга бўлиш учун ишлаб чиқувчилар параллел компьютерларга мурожаат қилишди. Битта процессорли ва вақт цикли 0,001 нс бўлган компьютерни қуриш мумкин эмас, лекин ҳар бири 1 нс циклга эга бўлган 1000 процессорли компьютерни қуриш мумкин. Ва иккинчи ҳолда ҳар бир процессорнинг тезлиги шубҳасиз паст бўлса ҳам, назарий жиҳатдан биз керакли унимдорликга эришишимиз.

• Параллелизмни турли даражаларда киритиш мумкин. Энг паст даражада, уни конвейерлаштириш ва бир нечта функционал блокларга эга бўлган суперскаляар архитектураси орқали процессорда амалга ошириш мумкин. Буйруқлардаги сўзларни сезиларли даражада узайтириш орқали яширин параллелликка эришиш мумкин.
• Бир вақтнинг ўзида бир нечта дастур оқимларини хизмат қилишни процессорга "ўргатиш " учун қўшимча функциялардан фойдаланиш мумкин. Ва ниҳоят, битта микросхемага бир нечта процессор ўрнатишингиз мумкин. 

• Юз, минг ёки миллион марта унимдорни ошириш учун кўплаб процессорларни бирлаштириш ва самарали алоқа ташкил қилиш керак. Ушбу тамойил йирик кўп процессорли тизимлар ва кўп компьютерлар (кластерли 
• компьютерлар) шаклида амалга оширилади. 
• Табиийки, минглаб процессорларни битта тизимга бирлаштириш янги муаммоларни келтириб чиқаради.
• Ва ниҳоят, охирги даврларда Интернет орқали бутун ташкилотларни бирлаштириш мумкин бўлди. Натижада, эркин боғланган тақсимланган ҳисоблаш тармоқлари ёки матрицалар (grids) ҳосил бўлади. Бундай тизимлар жадал ривожланмоқда, уларнинг салоҳияти жуда юқори.

• Иккита процессор ёки ишлов бериш элементлари яқин бўлса ва кичик кечикишлар билан катта ҳажмдаги маълумотларни алмашишса, улар кучли боғланган (tightly coupled) дейилади. Иккита процессорлар, ёки унимдор элементлар бир-биридан узоқ жойлашган ва узоқ кечикишлар билан маълумотлар кичик миқдорда алмашиш бўлса, шунга кўра, улар кучсиз боғланган дейилади (loosely coupled).