Массивно-параллельные системы (MPP) – класс архитектур параллельных вычислительных систем, состоящих из вычислительных узлов, связанных через коммуникационную среду. Главная особенность: память физически разделена.
|
ОПЕРАТИВНА |
|
|
|
ОПЕРАТИВНА |
|
|
|
ОПЕРАТИВНА |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Я |
|
|
|
|
Я |
|
|
|
|
Я |
|
|
|
память |
|
|
|
|
память |
|
|
|
|
память |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Процессор |
|
|
|
Процессор |
|
|
Процессор |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кэш-память |
|
|
|
Кэш-память |
|
|
Кэш-память |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КОММУНИКАЦИОННАЯ СРЕДА
Вычислительные узлы MPP системы включают:
•Один или несколько центральных процессоров (может быть реализовано как SMP система);
•Локальную память;
•Коммуникационный процессор или сетевой адаптер;
oЖёсткие диски;
oУстройства ввода-вывода.
К системе могут быть добавлены специальные узлы ввода-вывода и управляющие узлы.
Основные варианты:
•Полноценная ОС только на управляющей машине. На каждом узле работает сильно урезанный вариант ОС.
•На каждом узле работает полноценная ОС.
Cray T3E: UNIX-подобная ОС UNICOS (компании Cray)
IBM RS6000: на каждом узле UNIX-подобная ОС AIX
Главным преимуществом систем с раздельной памятью является хорошая масштабируемость: в отличие от SMP-систем, в машинах с раздельной памятью каждый процессор имеет доступ только к своей локальной памяти, в связи с чем не возникает необходимости в потактовой синхронизации процессоров.
Практически все рекорды по производительности на сегодня устанавливаются на машинах именно такой архитектуры, состоящих из нескольких тысяч процессоров.
•Каждый процессор может использовать только ограниченный объем локальной памяти.
•Отсутствие общей памяти снижает скорость межпроцессорного обмена.
•Требуется специальная техника программирования для реализации обмена сообщениями между процессорами (использование библиотек передачи сообщений, например, MPI).
•Высокая стоимость программного обеспечения.
Максимальное ускорение работы программы в зависимости от доли последовательных вычислений и числа используемых процессоров.
Число
процессоров
2
8
32
512
2048
Доля последовательных вычислений 
50% |
25% |
10% |
5% |
2% |
1.33 |
1.60 |
1.82 |
1.90 |
1.96 |
1.78 |
2.91 |
4.71 |
5.93 |
7.02 |
1.94 |
3.66 |
7.80 |
12.55 |
19.75 |
1.99 |
3.97 |
9.83 |
19.28 |
45.63 |
2.00 |
3.99 |
9.96 |
19.82 |
48.83 |
Современные направления развития MPP-систем:
•Увеличение мощности вычислительных узлов;
•Упрощение отдельных процессоров, что позволяет увеличить скорость их работы и уменьшить занимаемую площадь;
•Увеличение параллельно работающих потоков;
•Автоматическое обнаружение и обход неисправностей.
|
июнь, |
|
2011 |
1 |
SPARC64 VIIIfx 2.0GHz, Tofu |
interconnect |
|
2 |
NUDT TH MPP, X5670 2.93Ghz 6C, |
FT-1000 8C |
|
3 |
GHz Cray XT5-HE Opteron 6-core 2.6 |
4 Dawning TC3600 Blade, Intel X5650
5 
HP ProLiant SL390s G7 Xeon 6C
X5670
6Cray XE6 8-core 2.4 GHz
7 |
SGI Altix ICE 8200EX/8400EX, Xeon |
HT QC 3.0 |
|
8 |
Cray XE6 12-core 2.1 GHz |
9 |
Bull bullx super-node S6010/S6030 |
10 |
BladeCenter QS22/LS21 Cluster |
11 |
GHz Cray XT5-HE Opteron Six Core 2.6 |
12 |
Blue Gene/P Solution |
Fujitsu |
Cluster |
NUDT |
MPP |
Cray Inc. |
MPP |
Dawning |
Cluster |
NEC/HP |
Cluster |
Cray Inc. |
MPP |
SGI |
MPP |
Cray Inc. |
MPP |
Bull SA |
Cluster |
IBM |
Cluster |
Cray Inc. |
MPP |
IBM |
MPP |
