15.Анализ производ-ти мультипроцессорных вс. Коэффициент ускорения вычислений. Проблемы достижимости линейного роста производительности.

Оценивается коэффициент ускорения:

T _О – однопроцессорная система; T_М – многопроцессорная система.

1. Желательно, чтобы наблюдался линейный рост производительности системы. Линейный рост производительности системы невозможен из-за конфликтов, которые возникают из-за обращения процессоров к ресурсам (память и пр.)

2. При добавлении к однопроцессорной системе второго процессора производительность возрастает на 60 – 80%, добавление третьего процессора – 30 – 50%

Один из радикальных способов увеличения производительности мультипроцессорной системы является введение принципа “ограниченного соседства”. Таким образом не вся память является доступной для всех процессов. Доступ к модулям памяти возможен со стороны соседних процессоров.

Недостатки: Сниженная гибкость системы.

16.Достоинства и недостатки видов соединений вычислительных модулей в высокопроизводительных вс. Шина. Кольцо.

(начало)

Существуют следующие абстрактные уровни связанности между собой процессорами:

1. Мультиплексорная. 2. Системная. 3. Кластерная. 4. Сетевая.

1

Пр

Пр

1

– самая сильно связанная

2

ОП

ОП

ОС

ОС

2

3

– степень связанности определяется тем, каким образом процессоры мультипроцессорной системы используют системную память. Если память – общая, то связь – сильная, если процессоры имеют локальную память, то связь - менее сильная.

3

Сетевое ПО

Сетевое ПО

4

– на уровне ОС – если система однородная и включает симметричные процессоры, то способ организации в таких системах – симметричная мультипроцессорная система.

Пр+Пам = ядро мультипроцессорной системы, к которой могут быть подключены внешние устройства. На основе ядра и внешних устройств создаются кластеры. Если ОС разнородны (система является гетерогенной), то для организации связи требуется увеличение усилия, следовательно уровень абстракции значений возрастает.

4 – самый высокий уровень абстракции – когда отдельные системы мультипроцессоров объединяются на основе сетевых технологий.

Большое значение имеет решение следующих проблем:

1. Определение способов адресации пунктов назначения и пунктов отправления.

2. Выбор ширины шины, по которой передается информация (с возрастанием ширины возрастает пропускная способность, но возрастает и стоимость).

3. Частота тактирования шины при передаче данных.

4. Количество автономных путей передачи информации.

При создании высокопроизводительных комплексов исп. следующие типы соединений:

1.Дерево; 2. Шина; 3. Кольцо; 4. Решетка; 5. Конвейер; 6. Тороидальная матрица;

7. Структура “бабочка”; 8. Улучшенный вариант бабочки.; 9. Гиперкуб.

7,8 – преобразования Фурье, архитектура подобрана под задачу; 8 – большое число процессоров, большое число операций, сразу проводится 8 умножений, а не 4. 9 – нумерация вершин куба подчиняется правилу: номера соседних вершин должны отличаться только на единицу физического разряда. Следовательно, адрес будет состоять из меньшего числа разрядов.

(конец)

1. Шина. Недостатки: временные задержки при передаче информации, связанные с монополизацией шины на все время передачи информации.

2. Кольцо. Недостатки: низкая надежность, если нет дублирующего кольца (при разрыве вся система выходит из строя)