§1.3.4 Таратылған жадылы есептеу жүйелері
Таратылған жадылы есептеу жүйелерін құрастыру идеясы өте қарапайым. Есептеу тораптарының бірнешеуі алынып, олар бір-бірімен қандай да бір коммуникациялық ортада біріктіріледі. Мұндағы әрбір есептеу торабы бір немесе бірнеше процессорлардан және осы процессорларға бөлінген өзінің жеке жергілікті жадысынан тұрады. Әрбір процессордың тек өз торабының жергілікті желісіне ғана қолжетімді болуын жадының таратылуы деп түсінеміз. Басқа тораптар жадыларындағы орналастырылған деректерге қатынас ұзағырақ орындалады және басқа күрделірек тәсілдермен жүзеге асырылады. Соңғы кездері тораптар ретінде өз сыртқы құрылғылары да болуы мүмкін толықфункционалды компьютерлер жиі пайдаланылуда. Коммуникациялық ортаға келетін болсақ, ол берілген есептеу жүйесі үшін арнайы жобалануы болмаса рыноктағы қолжетімді стандартты желі де болуы мүмкін.
Параллель компьютерлерді осылай ұйымдастыру схемасының артықшылықтары көп. Мысалы, сатып алушы өз қаражатының мөлшеріне және қандай есептеу қуатының қажеттілігіне байланысты компьютер конфигурациясын дәл таңдай алады. Басқа класқа кіретін компьютерлермен салыстырғанда таратылған жадылы жүйелерде баға/өнімділік қатынасы көп төмен. Және бастысы, мұндай схема жүйедегі процессорлар санын шексіз көбейтуге және жүйенің өнімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Процессорлар санының көп болуы осы класқа жататын жүйелер үшін арнайы атауды анықтап берді десе де болады: ол массивті-параллель компьютерлер.
Осы тектес компьютерлер өткен ғасырдың 90-шы жылдарынан бастап кең тарала бастады. Олардың қатарына Intel Paragon, IBM SP1/SP2, Cray T3D/T3E және т.б. жатқызуға болады. Бұл компьютерлердің бір-бірінен айырмасы олардағы пайдаланылатын процессорлар және коммуникациялық ортаның ұйымдастырылуында. Intel Paragon компьютері, төртбұрышты екіөлшемді тордың(решетка) түйіндерінде орналасқан Intel i860 процессорларының негізінде тұрғызылған. IBM SP компьютерлерінің есептеу тораптарында, олардың даму барысына қарай Power PC, P2SC және POWER3 сияқты процессорлардың бірнеше түрі пайдаланылды. Олардың өзара қатынасы жоғары өнімді коммутаторлардың иерархиялық жүйесі арқылы жүреді, ал ол өз кезегінде әрбір тораптың кезкелген басқа тораптармен қатынасу мүмкіндігін береді. Cray T3D/T3E компьютерлері DEC Alpha процессорлары және үшөлшемді тор топологиясына негізделген.
Бұл параграфты біз қызықты да және қосымша ерекшеліктерге ие Cray T3D/T3E компьютерлерінің архитектурасын сипаттаудан бастаймыз. Cray T3D/T3E компьютерлері – бұл таратылған жадылы, максималды конфигурацияда 2000-нан аса процессорларды біріктіретін массивті-параллель компьютерлер. Осы класқа жататын кезкелген басқа компьютерлер сияқты олар негізгі екі компонентті қамтиды: тораптар және коммуникациялық орта. Компьютердің балық тораптары үш топқа бөлінеді. Пайдаланушы компьютерге қосылған кезде, ол басқарушы тораптарға келіп түседі. Бұл тораптар көппайдаланушы режимінде жұмыс істейді, осы тораптарда бірпроцессорлы бағдарламалар орындалады және командалық файлдар жұмыс істейді. Операциялық жүйенің тораптары пайдаланушыға тікелей қолжетімді емес. Бұл тораптар операциялық жүйенің көптеген жүйелік сервистік функцияларының орындалуын қамтамасыз етеді, дербес жағдайда файлдық жүйемен жұмыс істейді. Компьютердің есептеу тораптары монопольді режимде пайдаланушы бағларламаларын орындауға арналған. Бағдарламаны жүктеген сәтте оған талап етілген тораптар саны бөлінеді және ол тораптар бағдарлама жұмысы аяқталғанша бекітіліп беріледі. Бағдарлама жұмыс істеп тұрған кезде оған бұл бекітілген есептеу тораптарын басқа ешқандай бағдарлама пайдалана алмауына кепілдік беріледі. Әр типтің тораптар саны жүйе конфигурациясына байланысты. Мысалы, Cray T3E компьютерінің екі нақты конфигурациясынан алынған деректер: 24/16/576 немесе 7/5/260 (басқарушы тораптар/ОЖ тораптары/есептеу тораптары).
Компьютердің соңғы модельдерінде әрбір торап процессорлық элементтен (ПЭ) және желілік интерфейстен тұрады. Процессорлық элемент бір Alpha процессорынан, жергілікті жадыдан және көмекші бағыныңқы жүйеден тұрады. Cray T3E-1200Е моделінде DEC Alpha 21164/600 микропроцессоры пайдаланылған, Cray T3E-1350 моделінде тораптарда тактілік иілігі 675 МГц және шектік өнімділігі 1,35 Гфлопс Alpha 21164А микропроцессоры пайдаланылады. Қызықтысы – Cray T3D сериялы компьютерлерде әрбір торапта бір-біріне тәуелсіз екі процессордан DEC Alpha 21164/150 бар болуы.
Әрбір процессорлық элементтің жергілікті жадысы тұтас компьютердің физикалық таратылған, бірақ логикалық бөлінетін жадысының бір бөлігі болып табылады. Жады физикалық таратылған, себебі әрбір процессорлық элементтің өз жергілікті жадысы бар. Кезкелген ПЭ өзінің желілік интерфейсі арқылы кезкелген басқа ПЭ (оның жұмысын бөлмей) жадысына қатынай алуы себепті жады барлық ПЭ бөлінеді.
Тораптың желілік интерфейсі коммуникациялық ортаның бір бөлігі боып табылатын сәйкес желілік маршрутизатормен байланысқан. Барлық маршрутизаторлар үшөлшемді бүтінсанды төртбұрыш тордың (решетка) тораптарында орналасқан және бір-бірімен үшөлшемді тор топологиясына сәйкес жалғастырылған (30 сурет).
