7.1 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)

7.2

Матричные сети процессоров Н аибольшая степень связности = 4. На основе матричной сети процессоров можно строить различные конфигурации, которые будут наиболее эффективны для определенных типов решаемых задач. Матричную сеть можно рассматривать как набор линейных сетей процессоров, установленных одна над другой и взаимосвязанных. Поэтому каждую строку и каждый столбец можно рассматривать как линейку процессоров. Поэтому все алгоритмы, предназначенные для решения различных типов задач, можно использовать для решения тех е задач на матричных процессорах. Циклический сдвиг в матричной сети процессоров осуществляется одновременно в каждой строке и каждом столбце. Матричные сети используются для решения тех задач, которые связаны с выполнением полугрупповых операций. Кроме того, в матричной системе очень легко решается задача копирования данных по процессорам путем сдвига. Задача сортировки так же легко выполнима.

Структуры сетей процессоров

Различные модели сетей процессоров характеризуются следующими параметрами:

9. схемы взаимодействия процессоров между собой;

10. память должна быть распределена;

11. особенность архитектуры сети;

12. диаметр сети;

и др.

Два процессора являются соседями, если они связаны между собой каналом связи.