Slides_OEVM_final

Лекция 5. Параллельные

вычислительные системы

Классификация многопроцессорных ВС: массивно-параллельные системы (MPP)

Память

КЭШ-память

Процессор

Сетевой

адаптер

УВВ

...

Память

КЭШ-память

Процессор

Сетевой

адаптер

УВВ

Сеть взаимодействия

Память

© С. Г. Мосин, 2007

КЭШ-память

Процессор

Сетевой

адаптер

УВВ

...

Память

КЭШ-память

Процессор

Сетевой

адаптер

УВВ

131

Лекция 5. Параллельные

вычислительные системы

Классификация многопроцессорных ВС: многомашинные вычислительные комплексы (кластеры)

Кластер – вычислительный комплекс, состоящий из большого числа компьютеров, которые могут обладать многопроцессорной структурой.

Особенности кластерных ВС:

•Наращиваемость в процессе эксплуатации.

•Высокая надежность.

•Снижение показателя цена/производительность.

132

© С. Г. Мосин, 2007

	Лекция 5. Параллельные
	вычислительные системы
	Эффективность параллельных ВС
	Закон Амдала		Ts
		f Ts	(1-f) Ts
	(Gene Amdahl) –
		Последовательная	Распараллеливаемая часть
		часть
	ускорение	1 процессор		.........
	вычислений зависит	n процессоров
	от числа
	процессоров в ВС и	...........	Tр = f ×Ts			+	(1− f )×Ts
	соотношения между
							n
	последовательной и
	параллельной	(1-f) Ts / n	S = Ts	=			n
	частями программы.	Tp	Tр		1	+ (n −1)× f
	© С. Г. Мосин, 2007						133
							83

Лекция 5. Параллельные
вычислительные системы
Эффективность параллельных ВС
Закон Густафсона-			Ts
	f Tp			n(1-f) Tp
Барсиса – ускорение
	Последовательная (1-f )T		Распараллеливаемая часть
	часть	p
вычислений зависит	1 процессор			.........
от числа процессоров	n процессоров
в ВС и соотношения
между временем	...........		Tр = f ×Tp + (1− f )×Tp
выполнения
последовательной и
параллельной частей	(1-f) Tp		S =	Ts = n + (1− n)× f
программы.	Tp			Tр
© С. Г. Мосин, 2007				134
				84

Лекция 6. Сети межсоединений

Вопросы при проектировании параллельных вычислительных систем

1.Каков тип, размер и количество процессорных элементов?

2.Каков тип, размер и количество модулей памяти?

3.Как взаимодействуют элементы памяти и процессорные элементы?

135

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 6. Сети межсоединений

Компоненты сети межсоединений:

1.Центральные процессоры (ЦП).

2.Модули памяти (МП).

3.Интерфейсы – устройства, которые обеспечивают ввод и

вывод сообщений из ЦП и МП по определенным правилам (протоколам, сценариям).

4.Каналы связи – проводные линии, по которым

перемещаются информационные биты

5.Коммутаторы – устройство, управляющее направлением передачи сообщений.

136

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 6. Сети межсоединений

Ключевые аспекты проектирования сети межсоединений:

1.Топология – способ расположения компонентов.

2.Коммутация – способы связи ресурсов.

3.Маршрутизация – правила выбора маршрута

доставки сообщений между источником и приемником информации.

137

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 6. Сети межсоединений:

топология

Топология определяет, как расположены каналы связи и коммутаторы. Топологию изображают в виде графов: дуги – каналы, узлы – коммутаторы.

Характеристики топологии:

Диаметр – показатель, определяемый как максимальное расстояние между двумя процессорами сети (под расстоянием

обычно понимается величина кратчайшего пути между процессорами). Эта величина может характеризовать

максимально необходимое время для передачи данных между процессорами, поскольку время передачи обычно прямо пропорционально длине пути;

138

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 6. Сети межсоединений:

топология

Характеристики топологии

Пропускная способность (bit rate) – количество данных,

которые сеть способна передавать за единицу времени.

Связность (connectivity) – показатель, характеризующий

наличие разных маршрутов передачи данных между процессорами сети. Конкретный вид данного показателя может быть определен, например, как минимальное количество дуг, которое надо удалить для разделения сети передачи данных на две несвязные области;

139

© С. Г. Мосин, 2007

Лекция 6. Сети межсоединений:

топология

Характеристики топологии

Ширина бинарного деления (bisection width) – показатель, определяемый как минимальное количество дуг, которое надо

удалить для разделения сети передачи данных на две несвязные области одинакового размера;

Стоимость – показатель, который может быть определен, например, как общее количество линий передачи данных в многопроцессорной вычислительной системе.

140

© С. Г. Мосин, 2007