2.1 Кластерлі жүйелер туралы түсінік
2.2 Компьютердің өнімділігін арттыру жайлы
Сабақ мақсаты:Кластерлі жүйелер туралы және компьютердің өнімділігін арттыру жайлы түсінік беру.
Негізгі түсініктер:үлестіруші жады бар көлемді-параллельді компьютерлер; векторлық-конвейерлік компьютерлер; ортақ жады бар параллельді компьютерлер; параллельділік (жарыспалылық) түсінігі; конвейерлік өңдеудің ерекшелігі.
Әдебиеттер: [1,2,3]
2.1 Кластерлі жүйелер туралы түсінік
Фон Нейман архитектурасын жаңа архитектуралық құрылым ауыстырды деп айтылады.
Қазіргі уақытта жоғары өнімді есептеу техникалары орын алып, негізінен төрт бағытта дамиды (сурет 8):
Сурет 8 - Жоғары өнімді есептеу техникалары бағыттары
Үлестіруші жады бар көлемді-параллельді компьютерлер
Өзінің локальды жадысы бар сериялы микропроцессорларды алынады да, одан соң коммуникациялық ортаның құралымен біріктіріледі.
Егер өнімділікті арттыру керек болса, онда тағы да процессор қосуға болады. Мұндай архитектураның кемшілігі процессорлар арасындағы қарым-қатынас бұл класта компьютерде айтарлықтай жай өтеді, ал локальды өңдеуде мәліметтер процессордың өзінде орындалады. Бұл классқа IntelParagon, IBM SP1, Parsytec, SP2 және CRAY T3D/T3E компьютерлерін жатқызуға болады.Тағы осы класқа желілік компьютерлерді де жатқызуымызға болады.
Векторлық-конвейерлі компьютерлер
Мұндай машиналардың ерекшелігі төмендегідей:
а) конвейерлі функциялық құрылғы;
ә) команда жүйесіндегі векторлық инструкциялардың жиынтығы.
Мұның дәстүрлі тәсілден айырмашылығы, тәуелсіз мәліметтерді толық массивтерді векторлық командалар жасайды. Бұл бағыттың әдеттегі өкілі CrayResearch компаниясының CRAY векторлық компьютерінің сызығы болып табылады.
Ортақ жады бар компьютерлер
Мұндай компьютерлердің оперативті жады бірнеше бірдей процесселерге бөлінеді.
Бұл кластың кемшілігі, мұнда ортақ жадқа рұқсаты бар процессорлар санын техникалық себептерге байланысты арттыра алмаймыз. Бұл бағытқа көптеген көп процессорлы компьютерлер кіреді. Олар: SMP-компьютерлер,HP сервері T600 немесе SunUltraEnterprise 5000 және т.б.
Төртінші бағыттағы компьютерлер
Төртінші бағыт алдыңғы үш бағыттың комбинациясын көрсетеді. Бірнеше процессорлардан, дәстүрлі немесе векторлы-конвейерлік және ортақ жады есептік түйінде жасалады.Егер, түйіннен алынған есептеу қуаты жеткіліксіз болса, онда бірнеше түйіндер жоғары жылдамдықты каналдарда бірігеді.
Мұндай архитектураны кластерлі деп атайды және де осындай принцип бойынша CRAY SV1, HP Exemplar, SunStarFire, NEC SX-5, IBM SP2соңғы моделі және т.б. жаслаған. Дәл осы бағыт қазіргі уақытта ең перспективті бағыттардың бірі.
Кластер – желілермен байланысқан есептеу тораптарының жиынтығы(сурет 9).
80 жылдардағы супер компьютерлер өзара процессорлардың үлкен байланысқан массивін көрсететін.Олар бірегей компьютерлердің бірі болғандықтан, үлкен сұранысқа ие болды. 90 жылдары кластерлі жүйелер үлкен танымалдылыққа ие болды. Олар негізі ретінде арзан, бір типті тораптарды пайдаланды.
Сурет 9 – Кластер мысалы
Кластерлі күштің негізгі құндылығы - жеңіл кеңейтілімі мен қол жетімділігі.
М
ысалы,
егер кластер 2 ядролы 2 компьютерден
тұрса, әр ядро 3 жұмысшыдан есептеу
жүргізе алса, онда барлығы 12 параллель
есептеу жүргізуге болады (сурет 10).
Сурет 10 - Кластердегі жұмысшылар мысалы