•Различные
топологии.
•Жирные точки
соответствуют
коммутаторам.
•звезда (а);
•полная взаимосвязь (б);
дерево (в);
•кольцо (г);
•решетка (д);
•двойной тор (е);
•куб (ж);
•четырехмерный
гиперкуб (з)
Звезда
•Процессоры и модули памяти подключаются к внешним узлам, а переключение совершает центральный узел
•Схема очень проста, но в большой системе центральный коммутатор окажется узким местом системы
•С точки зрения отказоустойчивости это тоже очень неудачная схема, поскольку отказ одного центрального коммутатора вызывает крах всей системы
Полная взаимосвязь
•Каждый узел непосредственно связан со всеми остальными
•В такой схеме пропускная способность максимальна, диаметр минимален, а отказоустойчивость очень высока
•Для k узлов требуется k(k - 1)/2 каналов
Дерево
•Пропускная способность сечения равна пропускной способности линии связи
•Основной трафик наблюдается у верхушки дерева, поэтому верхние узлы становятся узким местом всей системы
•Нужно увеличить пропускную способность сечения путем увеличения пропускной способности верхних линий связи
•Например, самые нижние линии могут иметь пропускную способность b, следующий уровень — 2b, а каждая линия верхнего уровня - 4Ь - толстое деревом (fat tree)
•Кольцо - это одномерная топология, поскольку каждый отправленный пакет может пойти направо или налево
•Решетка, или сетка — это двухмерная топология, которая применяется во многих коммерческих системах. Она отличается регулярностью и легко масштабируется в сторону увеличения, а ее диаметр составляет квадратный корень от числа узлов
•Двойной тор - является разновидностью решетки, у которой края соединены. Эта топология характеризуется более высокой отказоустойчивостью и меньшим диаметром, чем обычная решетка, поскольку в ней между двумя противоположными узлами всего два хопа
Трехмерный тор
•Описывается трехмерной структурой, узлы которой находятся в точках (i, j, k), а все координаты являются целыми в пределах от (1, 1, 1) до (l, m, n)
•У каждого узла есть шесть соседей, по два вдоль каждой оси координат, а крайние узлы на противоположных краях связаны друг с другом, как и в двухмерных торах
Кубы
•Куб - регулярная трехмерная топология
•Гиперкуб - n-мерный куб
•Гиперкуб используется во многих параллельных компьютерных архитектурах, поскольку ее диаметр линейно зависит от размерности
•Цена, которую приходится платить за меньший диаметр гиперкуба, — увеличение числа разветвлений и, следовательно, линий связи
•Гиперкуб —основное решение для высокопроизводительных систем
параллелизмом
(Massively Parallel Processors, MPP)
• В большинстве МРР-машин используются стандартные процессоры - Intel Pentium, Sun UltraSPARC, IBM RS/6000 , DEC Alpha и т.д.
• Высокопроизводительные коммуникационные сети, по которой можно передавать сообщения с низким временем запаздывания и высокой пропускной способностью
• Время запаздывания и пропускная способность очень важны, поскольку сообщения в основном невелики по размеру (менее 256 байт), хотя главный вклад в общий трафик вносят большие сообщения (более 8 Кбайт)
•Огромные объемы ввода-вывода
•С помощью МРР-мультикомпьютеры обычно приходится обрабатывать огромные массивы данных, иногда терабайты
BlueGene
•IBM BlueGene - процессор с массовым параллелизмом
•Проект был задуман IBM в 1999 году как суперкомпьютер для решения вычислительных задач большой сложности в биологии
•IBM вложили в разработку и постройку BlueGene 100 млн долларов
•В ноябре 2001 года появился и первый заказчик первого компьютера из семейства BlueGene под названием BlueGene/L
•Заказчик - национальная лаборатория Ливмора, работающая под началом департамента энергетики США