1. Сверхбольшие эвм

Вычислительные системы (ВС) могут строиться на базе нескольких компьютеров (многомашинные) или нескольких процессоров (многопроцессорные).

Многомашинная ВС содержит компьютеры, взаимодействующие между собой, которые находиться рядом друг с другом или удалены на некоторое расстояние (вычислительные сети). Каждый компьютер такого устройства работает под управлением своей операционной системы (ОС), поэтому требуется время на согласование работы самих систем. Информационное же взаимодействие компьютеров организуется на уровне: процессоров, оперативной памяти, каналов связи.

Для непосредственной работы процессоров друг с другом по обмену информацией взаимодействие реализуется регистрами процессорной памяти, для чего необходимо наличие в ОС специальных программ.

Многопроцессорная ВС состоит из процессоров, обмен информацией между которыми происходит на уровнях регистров процессорной или оперативной памяти (ОП). Второй тип организуется проще и потому используется чаще (созданию общего поля оперативной памяти для всех процессоров). Доступ к внешней памяти и устройствам ввода-вывода обеспечивается по каналам ОП. Важным достоинством системы этого типа является то, что она работает под управлением единой ОС, общей для всех процессоров.

Примером многомашинных ВС могут служить компьютерные сети; многопроцессорных ВС - суперкомпьютеры.

Суперкомпьютеры - многопроцессорные вычислительные маши­ны, быстродействие которых составляет десятки миллиардов операций в секунду. В связи с этим реализация их на одном микропроцессоре (МП) не представляется возможной, по причине конечности значения скорости распространения электромагнитных волн (время распространения сигнала на расстояние несколько миллиметров при быстродействии десятки млрд. операций/с становится соиз­меримым со временем выполнения одной операции). Поэтому суперкомпьютеры создаются в виде высокопараллельных многопроцессорных вычислительных сис­тем (МПВС).

Высокопараллельные МПВС бывают:

-Магистральные (конвейерные) с многократным потоком команд и однократным потоком данных (МКОД или MISD - Multiple Instruction Single Data), процессор которых одновременно выполняет разные операции над последовательным потоком обрабатываемых данных.

-Векторные (суперскалярные) с однократным потоком команд с многократ­ным потоком данных (ОКМД или SIMD - Single Instruction Multiple Data), все процессоры которых одновременно выполняют одну команду над различными данными (МП Pentium III, Pentium 4).

-Матричные с многократным потоком команд и с многократным потоком данных (МКМД или MIMD - Multiple Instruction Multiple Data), микропроцессор которых одновременно выполняет раз­ные операции над последовательными потоками обрабатываемых данных.

В суперкомпьютере используются все три варианта архитектуры МПВС:

-структура MIMD (например, в суперкомпьютере BSP фирмы Burrought);

-параллельно-конвейерная модификация, то есть многопроцессор­ная (Multiple) MISD-архитектура;

-параллельно-векторная модификация, многопроцессор­ная SIMD-архитектура (суперкомпьютер Cray 2), наиболее эффективная и потому чаще всего востребованная в современ­ных суперкомпьютерах.

В настоящее время интенсивно развивается технология построения суперкомпьютеров на базе кластерных решений, которая позволяет при необходимости задавать нужную производительность системы, подключая к ней, используя специальные аппаратные и программные средства, серийные серверы.