Организация памяти вс

Задача правильной организации памяти в ЕЕ -одна из важнейших . Помимо основной проблемы памяти , в многопроцессорных системах дополнительная -одновременный доступ к памяти ю стороны нескольких процессоров .

Два типа К - с общей (sharedmemory ) и распределённой (distributedmemory ) памятью .

Системы с JM называют сильно связанными (closelycoupled ) или мультипроцессорами . Бывают как в SIM) классе 04 -SIMD), так и в MIMD(SM -MIMD).

Слайд 10

В системах с CM (looselycoupled ) - каждый процессор имеет собственную память . Ц1 объединяются в сеть и передают данные через сообщения . Выделяют CM -SIM) и СМ -ММ) мультикомпьютеры .

Printed with FinePrint- purchase atwww.fineprint.com

^{Мультипроцессоры}

р

р

р

р

I I I Г

CPU

р

р

р

р

1 I I Г

Shared memory

_г

<■ -

1	1	1	1
р	р	р	р

1	1	1	1
р	р	р	р

(а)

96. Мультипроцессор с 16 ЦП и общей памятью .

97. Изображение , разделённое на 16 частей , анализируемое каждымпроцессором го отдельности .

Сяаяд 11

^{Мул ьтиком пьютеры}

м	м			м		м
1	1			1		1
р	р			р		р
-		р	—		м
-		р			м
		р	н		~м1
-		р	-		м
м		—	р
м		—	р
м			р
м		—	р
1	1			1		1
p	p			p		p
1	t			1		1
M	M			M		M

Private memory CPU \ I Г Message- passing interconnection network				О
1	1		1
р	р	р		р

Message-passing interconnection network

i i

		н		р
				р
□		Н
		-		р
1	1		1
р	р		р		р
1	1		J
	i				'Д

CPU

(a)

(b)

(а) Мультикомпьютер с 16 ЦП , каждый из которых имеет свою собственную память .

(Ь) Изображение , разделённое между 16 независимыми СЕУ .

Printed with FinePrint- purchase atwww.fineprint.com

Классификация параллельных ВС

Parallel computer architectures

Vector

processor

Urifcrrn

Merncry

Access

	Multi-computers
	/\
MPP		COW

Bus

Switched

CC-NUMA

NC-NUMA

Grid

Hyper-cube

Shared memory

Message passing

COMA - Cash Only Memory Access, CC -NUMA - CacheCoherentNUMA, INC-NUMA - NoCachingNUMA,MPP - Massively Parallel Processors, INQ/V - Network of Workstation s, CD/V - Cluster of Workstations. сш*> в

Классификация параллельных ВС

UMA - системы с однородным доступом к памяти , доступ любого процессора к любому участку памяти - за одинаковое время . Наиболее распространённая архитектура .

Техническая реализация нэ базе узла , соединяющего каждый из п процессоров с каждым из m модулей памяти . Простейший вариант - с общей шиной . Недостаток -проблемы с доступом к шине . Уне для трёх процессоров производительность подобной архитектуры начинает падать . fty наличии Ю процессоров - кривая производительности горизонтальная -добавление 11-го Ц1 нэ даст никакого эффекта . Ситуация усугубляется медленностью работы памяти и шины . В случае , если каждый из 1_П снабдить кш -памятью , насыщение происходит после добавления 25-30 Ц1 .

Слюй И-

Printed with FinePrint- purchase atwww.fineprint.com

UMA Symmetric Multiprocessor Architectures

Shared memory

_i

CPU			CPU			M

Bus

Private memory

CPU		CPU		M
1 1		L 1
Cache

CPU

CPU

Shared memory

\

M

(a)

(b)

(c)

Три варианта мультипроцессоров с общей шиной . (а) Без гаи -памяти . (Ь) С гаи -памятью . (с) С гаи и собственной памятью .

Слайд Б

Классификация параллельных ВС

Альтернативный способ - коммутация вместо общей шины . Коммутатор способен параллельно обслуживать несколько запросов . Конфликты возможны лишь при одновременном доступе нескольких ф к одному модулю памяти .

Недостатки UMA :

- системы плохо масштабируются . Большинство UMA систем на базе 4-8 ЦП ,32 -64 - очень редки .

- низкая отказоустойчивость . Выход из строя одного модуля памяти или ЦП - отказ всей системы .

Слайд 16

Printed with FinePrint- purchase atwww.fineprint.com

Мультипроцессоры с координатными коммутаторами

S S 5 5 2 2 =

Open

crosspoinl

switch

7

Closed

crosspoint

switch

(a) Координатныйкоммутатор 8x8.

(b) Открытыйкоординатныйпереключатель .

(c) Закрытыйкоординатныйпереключатель .

[al

Плюсы - HK представляет собой всегда будет связан с нужным какая -то линия или узел учоз планирования нэ требуется .

Минусы - число узлов растет как

неблокируемую сеть . Т.е. ЦП блоком памяти , даже если заняты . Предварительного

п².

Слайд 17

Мультипроцессоры UWK с многоступенчатыми сетями

А —

В —

X

Y

Module

Address

Opcode

Value J

(a) (b)

(а) Коммутатор 2x2. (b) Формат сообщения .

Поле «Модуль »сообщает , какую память использовать (X иги Y). Поле «Ацрвс»определяет адрес в этом модуле памяти . В поле «Кщ операции »содержится операция , например 9ЕЮ или WRITE. Дополнительное поле «Значение » может содержать операнд , например 32 -битное слово , которое нужно записать при выполнении операции WRITE.

Коммутатор исследует попе «Модуль »и использует его для определения _f через какую выходную линию нужно отправить сообщение : через X или через Y.

Слюй 18

Printed with FinePrint- purchase atwww.fineprint.com

Мультипроцессоры с многоступенчатыми сетями

CPUs