Slides_OEVM_final

Лекция 5.	Параллельные
	вычислительные системы
Вычислительная система со множественным потоком
команд и множественным потоком данных (MIMD)
Множество		поток	поток
процессоров		команд	данных
	Устройство	1	1
одновременно	управления 1	Процессор 1
		поток	поток
выполняют разные
			данных
		команд		Блок
последователь-	Устройство	2	2
				общей
ности команд,	управления 2	Процессор 2
				памяти
		поток	поток
обрабатывая
		команд	данных
разные наборы	Устройство	N	N
		Процессор N
данных.	управления N
Представители: кластерные вычислительные системы.				121
© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 5.	Параллельные
	вычислительные системы
Вычислительная система со множественным потоком
команд и множественным потоком данных (MIMD)
	поток	поток
	команд	данных	Блок
Устройство	1	1
	Процессор 1		локальной
управления 1
			памяти 1
	поток	поток
	команд	данных	Блок
Устройство	2	2		Локальная
	Процессор 2		локальной
управления 2				сеть
			памяти 2
	поток	поток
	команд	данных	Блок
Устройство	N	N
	Процессор N		локальной
управления N
			памяти N
© С. Г. Мосин, 2007				122

Лекция 5. Параллельные

вычислительные системы

Классификация многопроцессорных ВС

Организация процессора

SISD-система

SIMD-система

MISD-система

MIMD-система

Однопроцессорный компьютер

Векторный процессор

Массивно- параллельный процессор

Симметричные -мультипроцес системысорные )системы-(SMP

-неодносСистемы

доступомродным памятик )системы-(NUMA

С распределенной

-Массивно параллельные ситемы

Кластерные системы

С общей памятью

памятью

(мультипроцессорные

(мультикомпьютерные

системы)

системы)

123

© С. Г. Мосин, 2007

	Лекция 5.	Параллельные
		вычислительные системы
	Классификация многопроцессорных ВС:
	векторный процессор с конвейерным АЛУ
		Входные регистры
		...
	Память	...
		Векторное АЛУ
		...
		Выходной регистр
	© С. Г. Мосин, 2007	124

	Лекция 5.	Параллельные
		вычислительные системы
	Классификация многопроцессорных ВС:
	векторный процессор с несколькими АЛУ
		Входные регистры
		...	АЛУ
			АЛУ
		...
	Память		АЛУ
		...
		Выходной регистр
	© С. Г. Мосин, 2007		125

Лекция 5. Параллельные

вычислительные системы

Классификация многопроцессорных ВС: симметричные мультипроцессорные системы (SMP)

Отличительные признаки:

•наличие 2-х или более одинаковых процессоров;

•процессоры имеют доступ к общей памяти. Время доступа к памяти для любого процессора примерно одинаково;

•процессоры имеют доступ к общим средствам ввода/вывода;

•все процессоры способны выполнять одинаковый набор функций;

•вся вычислительная система управляется общей ОС, которая

обеспечивает взаимодействие между процессорами и программами.

126

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 5.	Параллельные
	вычислительные системы
Классификация многопроцессорных ВС:
симметричные мультипроцессорные системы (SMP)
Процессор	Процессор	...	Процессор	Процессор
КЭШ-память	КЭШ-память	...	КЭШ-память	КЭШ-память
	Коммуникационная среда
Основная память			Система ввода/вывода
© С. Г. Мосин, 2007				127

Лекция 5. Параллельные

вычислительные системы

Классификация многопроцессорных ВС:

системы с неоднородным доступом к памяти (NUMA)

Отличительные признаки:

•Существует одно адресное пространство, видимое для всех процессоров;

•Доступ к удаленной памяти производится с помощью команд LOAD и STORE;

•Доступ к удаленной памяти происходит медленнее, чем доступ к локальной памяти.

•Используется большое число процессоров (~ 100).

128

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 5. Параллельные

вычислительные системы

Классификация многопроцессорных ВС:

системы с неоднородным доступом к памяти (NUMA)

Процессор			Процессор			Процессор

		шина			шина	...
Память			Память				Память
		Локальная			Локальная

Коммуникационная среда

Контроллер управления памятью

Локальная шина

129

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 5. Параллельные

вычислительные системы

Классификация многопроцессорных ВС: массивно-параллельные системы (MPP)

Отличительные особенности:

•стандартные микропроцессоры;

•физически распределенная память;

•хорошая масштабируемость (до тысяч процессоров).

•программа – множество процессов, имеющих отдельные адресные пространства.

130

© С. Г. Мосин, 2007