Топология из 4х процессорных блоков. Двумерный гиперкуб.

В этом случае каждый процессор связан только со своими ближайшими соседями. Несмотря на сложное название, эта топология проще.

ЦП2

ЦП1

П2

П1

ЦП4

ЦПз

П3

П4

В этой топологии количество требуемых интерфейсных блоков и интерфейсный обмен между ними меньше, чем в системах «полный граф». Топология «гиперкуб» находит применение в системах с большим количеством процессов.

Сравним 2 способа построения мультипроцессорных систем СМП и МРР. Основное преимущество систем СМП – это простота программирования. Поскольку в системах СМП все процессоры имеют одинаково быстрый доступ к памяти, то вопрос о том, какой процессор будет выполнять те или иные вычисления не принципиальны. Кроме того, большая часть вычислительных алгоритмов, разработанных для однопроцессорных систем могут использоваться в СМП при условии применения распараллеливаемых компиляторов.

Системы СМП – это наиболее распространенный сейчас тип параллельных систем, т.е. 2х-4х процессорные системы уже широко применяются.

Однако с большим числом процессов требуется решение возникших проблем, таких как:

1. Когерентность КЭШ памяти.

2. Арбитраж конкуренции за шину.

3. Обработка аппаратных прерываний.

Системы МРР позволяют строить наиболее высоко производимые структуры. Узлами в таких структурах возникают системы СМП.

Способы организации внутренней памяти мультипроцессорных систем.

В мультипроцессорных системах существуют препятствия для достижения максимальной производительности. Это невозможность, в начальном моменте организовать обработку, т.е. обеспечить минимальность пересылок данных и минимальных простоев.

Задержки на передачу данных при решении задач.

Коммутаторы – электронные схемы, обеспечивающие оперативную коммутацию каналов передачи данных. Каждый коммутатор имеет большое количество входов и большое количество выходов.

Коммутатор

1 1

2 2

m k

И1 И2 Иr

Коммутатор имеет n,m различных входов. Из-за сложности схемы коммутаторы с полной ординарностью применяются при количестве входов/выходов не более 16. для обеспечения требуемых возможностей коммутации применяют каскадное включение.

При использовании сети связи конкретные процессоры могут связываться по принципу точка-точка только со своими соседями. Обращение к некоторому удаленному процессору осуществляется через цепочку промежуточных процессорных элементов.

Если используется сеть, то источник и адресат уже не соединяются непосредственной связью, как в системах с коммутатором. При работе с коммутатором имеем коммутацию каналов. Если сообщение передаваемому имеет большую длину, то оно разбивается на стандартные для данной сети пакеты.

Топология внутренних связей многопроцессорных систем.

Топология – абстрактная характеристика структуры вычислительной системы. Она учитывает свойства существования элементов структуры и их связанности. Топологию очень удобно моделировать с помощью графов. Для сети внутренних связей важной является такая характеристика топологии, которая называется – диаметр графа сети. Под диаметром графа d понимается число ребер в кротчайшем маршруте. Если диаметр графа равен d, то передача сообщений из узла сети в любой другой может быть выполнена не более чем через d-1 промежуточный минимум.

Можно считать, что диаметр графа в определенной степени характеризует время передачи сообщений в сети. Чем меньше диаметр графа в сети, тем лучше для передачи сообщений.

Отмети, что рассмотренные выше коммутаторы относятся к динамическим схемам коммутации, т.к. они обеспечивают установление прямых каналов между узлами и их гибкую реконфигурацию. Сети связи относятся к статическим схемам коммутации, т.к. обеспечивают связь только с соседними сигналами и используют пакеты, а не каналы.

Важным параметром является число соседних узлов связи в сети, с которыми установлено непосредственное соединение. Это зависит от размерности метрического пространства, в котором реализуются системы связи.

Существует одно-, двух, трёхмерные и гиперкубические группы сетей связи.