Характерные особенности

Системы с перекрёстным коммутатором имеют следующие характерные особенности:

1) такая система характеризуется наибольшей сложностью внутренних связей;

2) функциональные устройства являются наиболее простыми и дешёвыми, поскольку логика управления и коммутации реализуется коммутатором;

3) такая организация используется только в многопроцессорных системах, поскольку основная коммутационная матрица требуется для объединения некоторых функциональных устройств в рабочей конфигурации;

4) такая организация обеспечивает потенциально наиболее высокую общую скорость передачи информации;

5) расширение системы обычно приводит к увеличению её общей производительности;

6) такая организация обеспечивает потенциально наиболее высокую эффективность системы;

7) такая организация позволяет наращивать систему без перепрограммирования операционной системы;

8) расширение системы ограничено только размерами матричного коммутатора;

9) надёжность коммутатора и следовательно системы в целом может быть повышена посредством сегментации и/или введения избыточности в рамках коммутатора;

10) такая организация позволяет обычно без каких-либо трудностей удалить из системы плохие функциональные устройства и разделить систему на несколько отдельных подсистем.

Многопроцессорные вычислительные комплексы с многовходовыми озу

В данных комплексах всё, что связано с коммутацией устройств осуществляется в ОЗУ. В этом случае модули ОЗУ имеют число входов равное числу устройств, которые к ним подключаются. В отличии от вычислительных комплексов с перекрёстной коммутацией, которые имеют централизованные коммутационные устройства, в многопроцессорных вычислительных комплексах с многовходовым ОЗУ средства коммутации распределены между несколькими устройствами. Такой способ организации многопроцессорных вычислительных комплексов сохраняет все преимущества систем с перекрёстной коммутацией несколько упрощая при этом саму систему коммутации. Для наращивания системы должны быть предусмотрены дополнительные входы в ОЗУ. Правда, введение дополнительных модулей ОЗУ не вызывает затруднений.

МПВК с многовходовыми ОЗУ

В многопроцессорных вычислительных комплексах с многовходовыми ОЗУ очень просто решается вопрос о выделении каждому процессору своей оперативной памяти недоступной другим процессорам. В частности такая структура показана на рисунке выше. У каждого процессора есть оперативная память, к которой может обращаться только он. Выделение индивидуальной памяти каждому процессору позволяет хранить в ней информацию которая необходима только одному процессору. Это позволяет избежать части конфликтов, которые возникают при использовании общей оперативной памяти. Кроме того уменьшается вероятность искажения информации в данном ОЗУ другими процессорами. Однако, такие вычислительные комплексы имеют тот недостаток, что в случае выхода из строя какого-либо процессора доступ к его памяти затруднён. Информация может быть переписана в другой модуль ОЗУ только через канал ввода-вывода и внешнее запоминающее устройство, что требует много времени.

Характерные особенности вычислительных систем данного класса

1) такая организация требует наиболее дорогих устройств оперативной памяти, поскольку основные цепи управления и коммутации входят в устройство памяти;

2) функциональные устройства позволяют построение относительно дешёвых многопроцессорных конфигураций;

3) такая организация обеспечивает потенциально очень высокую скорость передачи информации в системе;

4) размер и конфигурация возможных дополнений к системе определяются и ограничиваются числом и типом имеющихся модулей памяти, хотя и могут применяться расширители входов;

5) такая организация требует большого числа кабелей и сопрягающих устройств.

В целях уменьшения недостатков базовых типов структур применяются те или иные их модификации. Так, например, в целях уменьшения ограничения накладываемого единственной двухсторонней шины на общую производительность системы вводятся две односторонние шины. В результате чего за счёт усложнения структуры повышается пропускная способность шин. В этом случае модификатор шин организует путь передачи информации. Следующим шагом является применение двух или более двухсторонних шин с разделением их во времени. Здесь сложность структуры существенно увеличивается, но за счёт этого обеспечивается возможность осуществления нескольких передач одновременно. Такую структуру можно рассматривать как переходную к структуре с матричным коммутатором перекрёстных связей. Важной характеристикой матричного коммутатора является то, что он обеспечивает одновременные передачи для всех модулей оперативной памяти. В целях улучшения гибкости доступа к периферийному оборудованию, упрощения и удешевления вычислительного комплекса коммутацию устройств осуществляют с помощью двух и даже более коммутационных матриц.

Многопроцессорный вычислительный комплекс с перекрёстной коммутацией