10.9.2. Показатели производительности

С точки зрения пользователя самыми важными характеристиками компьютерной системы являются ее стоимость, удобство использования, надежность и произво­дительность. Вычислительная способность компьютеров характеризуется несколь­кими показателями..

Производительность процессора можно определить как количество операций, выполняемых за одну секунду. Самыми популярными единицами измерения это­го показателя являются MIPS (Million Instructions Per Second — миллионов ко­манд в секунду) и MFLOPS (Million Floating Point Operations Per Second — мил­лионов операций с плавающей запятой в секунду, мегафлоп/с). Показатели MIPS и MFLOPS, приводимые производителем системы для конкретного процессора, характеризуют его максимальные возможности. Однако эти максимальные зна­чения не всегда достижимы на практике. В мультипроцессорной системе показа­тели MIPS и MFLOPS являются просто суммами соответствующих показателей всех процессоров.

Еще один распространенный показатель производительности характеризует коммуникационные возможности сети, обычно определяемые как общая полоса пропускания (в байтах в секунду). При этом речь идет об оптимальной ситуации, когда по сети одновременно передается максимально возможное количество дан­ных и занято максимально возможное число сетевых соединений.

Хотя такие показатели, как MIPS, MFLOPS и полоса пропускания, характери­зуют возможности системы, они не отражают ее реальную производительность. В реальной работе используется только часть всех имеющихся в системе ресурсов, количество которых варьируется от системы к системе и от приложения к прило­жению. Корректное сравнение двух разных систем возможно только при выполне­нии в них конкретного набора приложений и измерении реальной производитель­ности. Для осуществления такого сравнения разработано множество эталонных тестовых программ (benchmark program), отражающих поведение типичных при­ложений разного класса. Сравнение производительности систем при помощи эта­лонных тестовых программ стало широко распространенной практикой.

Выводы

Мультипроцессорные системы — это суперкомпьютерные системы, конфигура­ция которых может быть подобрана в соответствии с требованиями потребителя исходя из оптимального соотношения стоимости и производительности. Наилуч­шее соотношение этих показателей имеют системы, содержащие от десятков до сотен процессоров. Очень большие системы, состоящие из тысяч процессоров, трудно использовать на полную мощность, а их стоимость слишком высока.

С точки зрения стоимости достаточно просто реализовать мультикомпьютерную систему на основе рабочих станций, соединенных в локальную сеть. Эта воз­можность становится еще более привлекательной с повышением быстродействия локальных сетей.

Успешная работа мультикомпьютерной системы в значительной степени оп­ределяется наличием системного программного обеспечения, способного эффек­тивно использовать имеющиеся ресурсы. Прикладная программа не будет выпол­няться быстро, если заложенные в ней возможности параллелизма и локализации не задействованы в полной мере. Компилятор должен выявить все возможности параллельного выполнения, а операционная система должна так распланировать процесс их реализации с учетом существующей локализации, чтобы те парал­лельные фрагменты кода, которые наиболее тесно связаны между собой и будут больше всего обмениваться информацией, выполнялись близко расположенны­ми друг к другу процессорами. Для этого программист может предоставить неко­торую вспомогательную информацию, но еще лучше, если системное программ­ное обеспечение способно сделать это самостоятельно.

В настоящем разделе были освещены наиболее важные аспекты мультипроцес­сорных и мультикомпьютерных систем. Для полного понимания возможностей и архитектуры указанных систем необходимо изучить их более детально.

31