Parallel hisoblash tizimlari

Parallel hisoblash tizimlari

Mirzaxalilov S.S.

Parallel hisoblash tizimlari

Reja:

• Massiv-parallel tizimlar (MPP)
• Simmetrik multiprotsessorli tizimlar (SMP)

Massiv-parallel tizimlar (MPP)

• MPP (massive parallel processing) – Massiv-parallel tizimlar arxitekturasi. Ushbu arxitekturaning asosiy xususiyati shundaki, tizim xotirasi fizik bo’lingan bo’ladi. Shuning uchun ushbu tizimlar alohida modullardan tashkil etiladi.

Yuqori tezlikli umumiy shina

Kiritish/

chiqarish

tizimi

Operativ xotira

Operativ xotira

Operativ xotira

Protsessor

Protsessor

Protsessor

Kesh xotira

Kesh xotira

Kesh xotira

afzalligi

• Alohida xotiraga ega tizimlarning asosiy afzalligi yaxshi masshtabliligidadir.
• SMP tizimdan farqli ravishda MPP tizimda xar bir protsessor faqat uzining local xotorasidan foydalanadi. Shuning bilan protsessor taktli sinxronizatsiyani amalga oshirishi shart bo’lmaydi. Xozirda ko’plab arxitekturalar ana shunday xolda amalga oshirilmoqda (ASCI Red, ASCI Blue Pacific).

Kamchiliklari:

• umumiy xotiraning yo'qligi protsessor bilan aloqa tezligini sezilarli darajada kamaytiradi, chunki protsessorlar o'rtasida almashish uchun mo'ljallangan ma'lumotlarni saqlash uchun umumiy muhit mavjud emas. Protsessorlar o'rtasida xabar almashishni amalga oshirish uchun maxsus dasturlash texnikasi talab qilinadi;
• har bir protsessor cheklangan miqdordagi lokal xotira xajmidan foydalanishi mumkin;
• Alohida xotiraga ega tizimlar: MVS-1000, IBM RS / 6000 SP, SGI / CRAY T3E, ASCI tizimlari, Hitachi SR8000, Parsytec superkompyuterlari. SGI-ning eng so'nggi CRAY T3E seriyali va Dec Alpha 21164 protsessorlari, eng yuqori ko'rsatkichi 1200 Mflops / s (CRAY T3E-1200)
• MPP tizimlari bilan ishlashda Massive Passing Programming Paradigma deb nomlangan ma'lumotlarni uzatish paradigmasidan foydalaniladi (MPI, PVM, BSPlib).

Simmetrik multiprotsessorli tizimlar (SMP)

• SMP arxitekturasiga ega tizimlarning asosiy xususiyati - bu barcha protsessorlar tomonidan birgalikda ishlatiladigan umumiy fizik xotiraning mavjudligi.

Yuqori tezlikli umumiy shina

Kiritish/

chiqarish

tizimi

Protsessor

Protsessor

Protsessor

Kesh xotira

Kesh xotira

Kesh xotira

Umumiy (bo’linadigan) operativ xotira

• Xotira, xususan, protsessorlar o'rtasida xabarlarni uzatish uchun xizmat qiladi, unga kirishda barcha hisoblash qurilmalari teng huquqlarga ega va barcha xotira yacheykalari uchun bir xil manzilga ega. Shuning uchun SMP arxitekturasi nosimmetrik deb nomlanadi.

SMP tizimi yuqori tezlikda ishlaydigan tizim shinasiga (SGI PowerPath, Sun Gigaplane, DEC TurboLaser) asoslangan bo'lib, ular zaruriy funktsional bloklarga ulangan: protsessorlar (protsessorlar), kirish / chiqish tizimlari (I / O).

• SMP tizimi yuqori tezlikda ishlaydigan tizim shinasiga (SGI PowerPath, Sun Gigaplane, DEC TurboLaser) asoslangan bo'lib, ular zaruriy funktsional bloklarga ulangan: protsessorlar (protsessorlar), kirish / chiqish tizimlari (I / O).
• Eng mashhur SMP tizimlari Intel protsessorlariga asoslangan SMP serverlari va ishchi stantsiyalari (IBM, HP, Compaq, Dell, ALR, Unisys, DG, Fujitsu va boshqalar) xisoblanadi.
• Butun tizim bitta OT ostida ishlaydi.

SMP tizimlarining asosiy afzalliklari:

• dasturlashning soddaligi va ko'p qirraliligi. SMP arxitekturasi dasturni yaratishda ishlatiladigan dasturiy modelga cheklovlar qo'ymaydi: parallel protsessor modeli odatda barcha protsessorlar bir-birlaridan mustaqil ishlayotganda qo'llaniladi. Shu bilan birga, protsessor almashinuvidan foydalanadigan modellar ham amalga oshirilishi mumkin. Umumiy xotiradan foydalanish bunday almashish tezligini oshiradi, foydalanuvchi darhol barcha xotiraga kirish huquqiga ega. SMP-tizimlar uchun avtomatik parallellashni amalga oshirishning juda samarali vositalari mavjud;
• ishlashning soddaligi. Qoida tariqasida, SMP tizimlari havoni sovutish asosida konditsionerlar kabi sovutush tizimlaridan foydalanadi, bu ularga xizmat ko'rsatishni osonlashtiradi;
• nisbatan past narx.

Kamchiliklari:

• Birgalikda ishlatiladigan xotira tizimlari yaxshi masshtablanishga ega emas.
• SMP tizimlarining bunday sezilarli kamchiligi ularni haqiqatan ham istiqbolli deb hisoblash imkonini bermaydi. Masshtablanishining sustligi sababi shundaki, hozirgi vaqtda shina faqat bitta tranzaksiyani qayta ishlashga qodir, buning natijasida to'qnashuvlarni hal qilishda muammolar mavjud bo'lib, bir nechta protsessorlar umumiy fizik xotiraning bir xil maydonlariga murojat qilganda yuzaga keladi.
• Hozirgi vaqtda 8-24 tali protsessor bilan to'qnashuvlar yuz berishi mumkin. Bularning barchasi protsessorlar soni va ulangan foydalanuvchilar sonining ko'payishi bilan samaradorlikni oshishiga to'sqinlik qilmoqda.
• SMP, klaster yoki NUMA arxitekturalari asosida kengaytiriladigan tizimlarni qurish uchun foydalaniladi. SMP-tizimlari bilan ishlashda, umumiy xotira paradigmasi deb nomlanadigan usuldan foydalaniladi (shared memory paradigm).