|
1.2Umumiy taqsimlangan va aralash xotirali arxitekturalar
Taqsimlangan xotirali tizimlar - • Umumiy xotira tizimlari singari, taqsimlangan xotira tizimlari ham bir-biridan farq qiladi, lekin umumiy xususiyatga ega. Taqsimlangan xotira tizimlari protsessorlararo xotiralarni bog‟lash uchun aloqa tarmog„laridan foydalaniladi.
• Protsessorlar o'z mahalliy (lokal) xotirasiga ega. Bitta protsessordagi xotira manzillari boshqa protsessor bilan mos kelmaydi, shuning uchun barcha protsessorlarda global manzil maydoni tushunchasi mavjud emas.
• Har bir protsessorning o'zining mahalliy xotirasi bo'lganligi sababli, u mustaqil ravishda ishlay oladi. Uning mahalliy xotirasiga kiritilgan o'zgarishlar boshqa protsessorlarning xotirasiga ta'sir qilmaydi. Demak, keshning muvofiqligi tushunchasi qo'llanilmaydi.
• Agar protsessor boshqa protsessordagi ma'lumotlarga murojaat qilganda, ma'lumotlar qanday va qachon etkazilishini aniq belgilash dasturchining vazifasiga kiradi. Vazifalar orasidagi sinxronizatsiya ham dasturchining mas'uliyatidir.
• Ma'lumotlarni uzatish uchun ishlatiladigan tarmoq “bazasi” juda xilma-xil bo‟lishi mumkin, ammo u Ethernet kabi oddiy bo'lishi ham mumkin.
• Afzalliklari:
– Protsessorlar soniga qarab xotirani kattalashtirish mumkin. Protsessorlar sonini ko'payishi xotira hajmini ham mutanosib ravishda oshishiga olib keladi.
– Har bir protsessor o'z xotirasiga “halaqitlarsiz” va keshning muvofiqligini ta‟minlashga sarflanadigan ortiqcha harakatlarsiz tezda bog‟lana oladi.
– Iqtisodiy samaradorlik: mavjud protsessorlar va tarmoqdan foydalanish imkoni mavjud.
• Kamchiliklari
– Dasturchi protsessorlar o'rtasidagi ma'lumotlar aloqasi bilan bog'liq ko'plab tafsilotlar uchun javobgar bo‟ladi.
– Ushbu xotira tuzulishiga mos holda global xotiraga asoslangan mavjud ma'lumotlar tuzilmalarini tadbiq etish qiyin bo'lishi mumkin.
Kompyuter industriyasi mavjud bo'lganda parallel kompyuterlar arxitekturasi juda tez sur'atda va turli yo'nalishlarda ishlab chiqildi. Buni tekshirish uchun hech qanday qiyinchilik yo'q, masalan, mukammal bir umumiy qarashga e'tibor qaratish etarli. Biroq, zamonaviy parallel hisoblash tizimlarining aksariyat qismini yaratish g'oyalarini belgilash va umumiy fikrni ta'kidlasangiz, faqatgina ikkita sinf qoladi. Birinchi sinf - xotira kompyuterlari bilan birgalikda. Ushbu tamoyilga asoslangan tizimlar ba'zan ko'p protsessor tizimlari yoki oddiygina ko'p protsessorlar deb ataladi. Tizimda bir xotiraga bir xil kirish imkoniyatiga ega bo'lgan bir necha peer protsessorlari mavjud (2.8-rasm). Barcha protsessorlar umumiy xotirani o'zlarida birlashtiradi, shuning uchun bu sinf kompyuterlari uchun boshqa xotira - birgalikda xotirasi bo'lgan kompyuterlar. Barcha protsessorlar yagona manzillar maydoni bilan ishlaydi: agar bitta protsessor qiymati 1024 da so'zni 79 ga yozsa, boshqa protsessor 1024 da joylashgan so'zni o'qiydi, 79 qiymatini oladi.
Ajiratilgan xotiraga ega parallel kompyuterlar Birgalikda ishlatiladigan xotira kompyuterlari barcha Simmetrik Multi Processors (SMP) sinf tizimlarini o'z ichiga oladi. SMP-da bir nechta protsessorlar bitta nusxada: bitta xotira, bitta operatsion tizim, bitta G / Ç quyi tizimi. Arxitektura nomidagi «nosimmetrik» so'zi har bir protsessor boshqa narsalarni bajarishi mumkinligini anglatadi. Aytgancha, SMP ko'pincha umumiy xotiraga ega bo'lgan kompyuterlar uchun muqobil nom sifatida qaraladi, bu esa bu qisqartani tushunish uchun ikkita mumkin bo'lgan variantlar: simmetrik ko'p ishlaydigan va umumiy xotira protsessorlari. Ushbu ikkita darslik, birgalikda va tarqatilgan xotirasi bo'lgan kompyuterlar tasodifan ko'rinmadi. Ular parallel hisoblashning ikki asosiy vazifasini aks ettiradi. Birinchi vazifa maksimal ishlashi bilan hisoblash tizimlarini qurishdir. Bu esa, tarqalgan xotirasi bo'lgan kompyuterlarni osonlashtirishga imkon beradi. Bugungi kunda yagona aloqa muhitida minglab hisoblash nodlarini birlashtiradigan qurilmalar mavjud. Lekin, nima demoq-da, Internetni tarqatilgan xotirasi bo'lgan millionlab hisoblash nodlarini birlashtirgan eng katta parallel kompyuter hisoblanishi mumkin. Ammo bunday tizimlarni qanday qilib samarali ishlatish kerak? Parallel protsessorlarning o'zaro ta'siriga tushadigan katta xarajatlar qanday ketadi? Parallel dasturlarni ishlab chiqishni qanday soddalashtirish kerak, Bunday tizimlarni amalda qo'llashning yagona usuli - har doim ham oson bo'lmagan xabarlar tizimini ishlatish, masalan, PVM yoki MPI. Bu erda ikkinchi vazifa - parallel hisoblash tizimlarining samarali dasturiy ta'minotini ishlab chiqish usullarini izlash. Ushbu vazifa birgalikda xotirasi bo'lgan kompyuterlar uchun biroz osonroqdir. Protsessorlar o'rtasida umumiy xotira orqali ma'lumotlar almashinuvi minimal va bunday tizimlarning dasturlash metodlari odatda soddalashtiriladi. Muammo bu erda boshqacha. Texnologik sabablarga ko'ra, juda ko'p sonli protsessorlarni bitta RAM bilan birlashtirish mumkin emas, shuning uchun bugungi kunda bunday tizimlarda juda yuqori ishlashga erishish mumkin emas. Shunga e'tibor beringki, har ikki holatda ham protsessorlarni xotira modullari yoki protsessorlar bilan o'zaro bog'laydigan almashtirish tizimi juda ko'p muammolarga olib keladi. 32 ta protsessor bir RAMga teng kirish huquqiga ega, yoki 1024 protsessor ularning har biri bilan bog'lanishi mumkinligini va buning amalda qanday amalga oshirilishini aytish osonmi? Kompyuterlarda aloqa tizimlarini tashkil qilishning ba'zi usullarini ko'rib chiqing. Keyinchalik kuchli tizimlarni yaratish uchun boshqa yondashuvlarga ehtiyoj bor. Ulardan biri xotiraning mustaqil modullarga bo'linishi va turli protsessorlarni bir vaqtning o'zida turli modullarga kirish imkoniyati. Ko'pgina mumkin echimlar, xususan, matritsali kalitlarni ishlatish mumkin. Protsessorlar va xotira modullari shakl. 2.11. Yo'nalishlarni kesishda, elementar nuqta kalitlari joylashgan bo'lib, ular protsessorlar va xotira modullari o'rtasida ma'lumotlarni uzatish imkonini beradi yoki taqiqlaydi. Bunday tashkilotning shubhali afzalligi - turli xotira modullariga ega bo'lgan protsessorlarning bir vaqtda ishlashi. Tabiiyki, ikkita protsessor bitta xotira moduli bilan ishlashni xohlaydigan bo'lsa, ulardan biri bloklanadi. Matritsali kalitlarning ahvoliga katta hajmdagi zarur uskunalar kiradi, chunki n 2-tugmachalari n protsessorlarni n xotira modullariga ulash uchun kerak. Ko'pgina hollarda, bu juda qimmat qaror bo'lib, ishlab chiquvchilarni boshqa yo'llar izlashga majbur qiladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
