|
SMP arxitekturasi. SMP arxitekturasining parallel protsessorlarning umumiy toifasi bilan qanday bog'liqligini ko'rib chiqaylik. Bunday tizimlarni tasniflashning umumiy qabul qilingan usuli hali ham parallel protsessorli tizimlarning tizimli tasnifi bo'lib, birinchi marta Flynn [FLYN72] tomonidan kiritilgan. Flinn kompyuter tizimlarining quyidagi sinflarini joriy qilishni taklif qildi.
Bitta ko'rsatmalar oqimi va bitta ma'lumotlar oqimi (Single Instruction Single Data - SISD) bilan arxitektura. Bitta protsessorda ko'rsatmalarning bitta ipi ishlaydi; operatsiyalar xotiraning yagona maydonida saqlanadigan ma'lumotlar ustida amalga oshiriladi.
Single Instruction Multiple Data (SIMD) arxitekturasi. Qayta ishlangan elementlarning har birida u bilan bog'liq bo'lgan xotirada saqlanadigan ma'lumotlar mavjud va har bir ko'rsatma turli jarayonlar bilan bog'liq turli xil ma'lumotlar to'plamida amallarni bajaradi. Vektor va matritsali protsessorlar ushbu toifaga kiradi.
Bir nechta ko'rsatmalar Yagona ma'lumotlar (MISD) arxitekturasi . Ma'lumotlar ketma-ketligi protsessorlar to'plamiga uzatiladi, ularning har biri o'ziga xos buyruqlar ketma-ketligini bajaradi. Bunday tuzilma hali amalga oshirilmagan.
Multiple Instruction Multiple Data (MIMD) arxitekturasi . Bir nechta protsessorlar bir vaqtning o'zida turli xil ma'lumotlar to'plamlari bilan ko'rsatmalarning turli ketma-ketligini bajaradi.
Symmetric (SMP - Symmetric Multiprocessing) - tizimda mavjud bo'lgan barcha protsessorlar tengdir va barcha ilovalar ularda teng ravishda ishga tushirilishi mumkin. Barcha protsessorlar bitta tashuvchi orqali ulanadi va asosiy xotira va kiritish-chiqarish resurslarini taqsimlaydi.
Asimmetrik (AMP / Asymmetric Multiprocessing) - bitta protsessor OT yadrosiga bag'ishlangan, qolganlari esa foydalanuvchi ilovalarini ishga tushirish uchun mo'ljallangan.
MIMD sxemasida protsessorlar ko'p qirrali, chunki ular tegishli ma'lumotlarni o'zgartirish uchun zarur bo'lgan barcha ko'rsatmalarni qayta ishlashga qodir bo'lishi kerak. MIMD arxitekturali tizimlarning keyingi tasnifi protsessorlar o'rtasida ma'lumot almashish usuliga muvofiq amalga oshirilishi mumkin (4.8-rasm). Har bir protsessorga alohida xotira maydoni ajratilgan bo'lsa, u holda har bir ishlov beruvchi element mustaqil kompyuter hisoblanadi. Ular maxsus kanallar yoki ba'zi tarmoq qurilmalari orqali bir-biri bilan ma'lumot almashadilar. Bunday tizimlar klasterlar yoki multikompyuterlar deb nomlanadi. Agar protsessorlar umumiy xotiraga ega bo'lsa, ularning har biri u yerda saqlanadigan dasturlar va ma'lumotlarga kirish huquqiga ega. Ushbu xotira orqali protsessorlar axborot almashishi mumkin.
2.2.1-rasm. Parallel protsessorli tizimlar arxitekturasi
Ko'p protsessorli tizimlarning umumiy tasniflaridan biri jarayonlarning protsessorlar o'rtasida taqsimlanishiga asoslanadi. Ikkita asosiy yondashuv - master va tobe protsessorlarni taqsimlash va simmetrik multiprocessing. Usta - yordamchi arxitekturasida protsessorlar (muster/slave arxitekturasi) operatsion tizim yadrosi har doim maxsus protsessorda ishlaydi. Boshqa protsessorlar faqat foydalanuvchi dasturlarini va ehtimol operatsion tizim yordamchi dasturlarini ishga tushirishi mumkin. Xost protsessori jarayonlar yoki oqimlarni rejalashtirish uchun javobgardir. Agar yordamchi protsessorda ishlaydigan jarayon yoki tarmoq tizim xizmatiga muhtoj bo'lsa (masalan, kiritish-chiqarish protsedurasi chaqiruvi), u asosiy protsessorga so'rov yuborishi va keyin xizmat ko'rsatish dasturi o'z ishini tugatguncha kutishi kerak bo'ladi. Ushbu yondashuv juda oddiy va uni amalga oshirish uchun bitta protsessorli ko'p vazifali tizimlar uchun mo'ljallangan operatsion tizimni biroz yaxshilash kifoya. Tortishuvlarni hal qilish soddalashtirilgan barcha xotira va barcha kiritish-chiqarish resurslari bitta protsessor tomonidan boshqarilishi tufayli. Ushbu yondashuv bir qator kamchiliklarga ega.
Asosiy protsessorning ishdan chiqishi butun tizimning ishdan chiqishiga olib keladi.
Asosiy protsessor butun tizimning ishlashini sekinlashtirishi mumkin, chunki faqat unda jarayonlarni rejalashtirish va boshqarish bo'yicha barcha harakatlar bajarilishi kerak.
Simmetrik ko'p protsessorli tizimda yadro har qanday protsessorda ishlashi mumkin; qoida tariqasida, har bir protsessor o'z ishini rejalashtiradi, mavjud jarayonni yoki diskdan ipni chiqaradi. Yadro shunchalik ko'p jarayonlar yoki ko'p iplar sifatida amalga oshirilishi mumkin; shu bilan birga, uning turli qismlari parallel ravishda ishlashga qodir. Simmetrik yondashuv operatsion tizim arxitekturasini biroz murakkablashtiradi. Ikki protsessor bir xil jarayonni tanlamasligi yoki jarayon qandaydir tarzda navbatdan chiqib ketishiga e'tibor berish kerak. Turli jarayonlar tomonidan bir xil manbaga bo'lgan so'rovlarni hal qilish va so'rovlarni sinxronlashtirish uchun maxsus usullar qo'llanilishi kerak.
Simmetrik multiprotsessorlar va klasterlar murakkab arxitekturaga ega. Ularning rivojlanishi uchun jismoniy tashkil etish, o'zaro bog'liqlik tuzilmalari, protsessorlar o'rtasida ma'lumot almashish, operatsion tizim arxitekturasi va amaliy dasturlar bilan ta'minlash bilan bog'liq masalalarni hal qilish kerak.
Do'stlaringiz bilan baham: |
