пУОПЧОЩЕ ЛМБУУЩ УПЧТЕНЕООЩИ РБТБММЕМШОЩИ ЛПНРШАФЕТПЧ лпнршафетщ пУОПЧОЩЕ ЛМБУУЩ УПЧТЕНЕООЩИ РБТБММЕМШОЩИ ЛПНРШАФЕТПЧ MPP, SMP, NUMA, PVP, ЛМБУФЕТЩ. чЧЕДЕОЙЕ. пУОПЧОЩН РБТБНЕФТПН ЛМБУУЙЖЙЛБГЙЙ РБТБМЕММШОЩИ ЛПНРШАФЕТПЧ СЧМСЕФУС ОБМЙЮЙЕ ПВЭЕК (SMP) ЙМЙ ТБУРТЕДЕМЕООПК РБНСФЙ (MPP). оЕЮФП УТЕДОЕЕ НЕЦДХ SMP Й MPP РТЕДУФБЧМСАФ УПВПК NUMA-БТИЙФЕЛФХТЩ, ЗДЕ РБНСФШ ЖЙЪЙЮЕУЛЙ ТБУРТЕДЕМЕОБ, ОП МПЗЙЮЕУЛЙ ПВЭЕДПУФХРОБ. лМБУФЕТОЩЕ УЙУФЕНЩ СЧМСАФУС ВПМЕЕ ДЕЫЕЧЩН ЧБТЙБОФПН MPP. рТЙ РПДДЕТЦЛЕ ЛПНБОД ПВТБВПФЛЙ ЧЕЛФПТОЩИ ДБООЩИ ЗПЧПТСФ П ЧЕЛФПТОП-ЛПОЧЕКЕТОЩИ РТПГЕУУПТБИ, ЛПФПТЩЕ, Ч УЧПА ПЮЕТЕДШ НПЗХФ ПВЯЕДЙОСФШУС Ч PVP-УЙУФЕНЩ У ЙУРПМШЪПЧБОЙЕН ПВЭЕК ЙМЙ ТБУРТЕДЕМЕООПК РБНСФЙ. чУЕ ВПМШЫХА РПРХМСТОПУФШ РТЙПВТЕФБАФ ЙДЕЙ ЛПНВЙОЙТПЧБОЙС ТБЪМЙЮОЩИ БТИЙФЕЛФХТ Ч ПДОПК УЙУФЕНЕ Й РПУФТПЕОЙС ОЕПДОПТПДОЩИ УЙУФЕН. рТЙ ПТЗБОЙЪБГЙСИ ТБУРТЕДЕМЕООЩИ ЧЩЮЙУМЕОЙК Ч ЗМПВБМШОЩИ УЕФСИ (йОФЕТОЕФ) ЗПЧПТСФ П НЕФБ-ЛПНРШАФЕТБИ, ЛПФПТЩЕ, УФТПЗП ЗПЧПТС, ОЕ РТЕДУФБЧМСАФ ЙЪ УЕВС РБТБММЕМШОЩИ БТИЙФЕЛФХТ. вПМЕЕ РПДТПВОП ПУПВЕООПУФЙ ЧУЕИ РЕТЕЮЙУМЕООЩИ БТИЙФЕЛФХТ ВХДХФ ТБУУНПФТЕОЩ ДБМЕЕ ОБ ЬФПК УФТБОЙГЕ, Б ФБЛЦЕ Ч ПРЙУБОЙСИ ЛПОЛТЕФОЩИ ЛПНРШАФЕТПЧ - РТЕДУФБЧЙФЕМЕК ЬФЙИ ЛМБУУПЧ. дМС ЛБЦДПЗП ЛМБУУБ РТЙЧПДЙФУС УМЕДХАЭБС ЙОЖПТНБГЙС: ЛТБФЛПЕ ПРЙУБОЙЕ ПУПВЕООПУФЕК БТИЙФЕЛФХТЩ, РТЙНЕТЩ ЛПОЛТЕФОЩИ ЛПНРШАФЕТПЧ, РЕТУРЕЛФЙЧЩ НБУЫФБВЙТХЕНПУФЙ, ФЙРЙЮОЩЕ ПУПВЕООПУФЙ РПУФТПЕОЙС ПРЕТБГЙПООЩИ УЙУФЕН, ОБЙВПМЕЕ ИБТБЛФЕТОБС НПДЕМШ РТПЗТБННЙТПЧБОЙС (ИПФС ЧПЪНПЦОЩ Й ДТХЗЙЕ).
рТЙНЕЮБОЙЕ. оБ ДБООПК УФТБОЙГЕ ТБУУНБФТЙЧБАФУС ОБЙВПМЕЕ ФЙРЙЮОЩЕ ЛМБУУЩ БТИЙФЕЛФХТ УПЧТЕНЕООЩИ РБТБММЕМШОЩИ ЛПНРШАФЕТПЧ Й УХРЕТ-ьчн. (оЕ ТБУУНБФТЙЧБАФУС ХУФБТЕЧЫЙЕ Й РТПЕЛФЙТХЕНЩЕ БТИЙФЕЛФХТЩ.) нБУУЙЧОП-РБТБММЕМШОЩЕ УЙУФЕНЩ (MPP) бТИЙФЕЛФХТБ уЙУФЕНБ УПУФПЙФ ЙЪ ПДОПТПДОЩИ ЧЩЮЙУМЙФЕМШОЩИ ХЪМПЧ, ЧЛМАЮБАЭЙИ: ПДЙО ЙМЙ ОЕУЛПМШЛП ГЕОФТБМШОЩИ РТПГЕУУПТПЧ (ПВЩЮОП RISC), МПЛБМШОХА РБНСФШ (РТСНПК ДПУФХР Л РБНСФЙ ДТХЗЙИ ХЪМПЧ ОЕЧПЪНПЦЕО), ЛПННХОЙЛБГЙПООЩК РТПГЕУУПТ ЙМЙ УЕФЕЧПК БДБРФЕТ ЙОПЗДБ - ЦЕУФЛЙЕ ДЙУЛЙ (ЛБЛ Ч SP) Й/ЙМЙ ДТХЗЙЕ ХУФТПКУФЧБ ч/ч
л УЙУФЕНЕ НПЗХФ ВЩФШ ДПВБЧМЕОЩ УРЕГЙБМШОЩЕ ХЪМЩ ЧЧПДБ-ЧЩЧПДБ Й ХРТБЧМСАЭЙЕ ХЪМЩ. хЪМЩ УЧСЪБОЩ ЮЕТЕЪ ОЕЛПФПТХА ЛПННХОЙЛБГЙПООХА УТЕДХ (ЧЩУПЛПУЛПТПУФОБС УЕФШ, ЛПННХФБФПТ Й Ф.Р.)
рТЙНЕТЩ IBM RS/6000 SP2, Intel PARAGON/ASCI Red, CRAY T3E, Hitachi SR8000, ФТБОУРШАФЕТОЩЕ УЙУФЕНЩ Parsytec. нБУЫФБВЙТХЕНПУФШ пВЭЕЕ ЮЙУМП РТПГЕУУПТПЧ Ч ТЕБМШОЩИ УЙУФЕНБИ ДПУФЙЗБЕФ ОЕУЛПМШЛЙИ ФЩУСЮ (ASCI Red, Blue Mountain). пРЕТБГЙПООБС УЙУФЕНБ уХЭЕУФЧХАФ ДЧБ ПУОПЧОЩИ ЧБТЙБОФБ: рПМОПГЕООБС пу ТБВПФБЕФ ФПМШЛП ОБ ХРТБЧМСАЭЕК НБЫЙОЕ (front-end), ОБ ЛБЦДПН ХЪМЕ ТБВПФБЕФ УЙМШОП ХТЕЪБООЩК ЧБТЙБОФ пу, ПВЕУРЕЮЙЧБАЭЙЕ ФПМШЛП ТБВПФХ ТБУРПМПЦЕООПК Ч ОЕН ЧЕФЧЙ РБТБММЕМШОПЗП РТЙМПЦЕОЙС. рТЙНЕТ: Cray T3E. оБ ЛБЦДПН ХЪМЕ ТБВПФБЕФ РПМОПГЕООБС UNIX-РПДПВОБС пу (ЧБТЙБОФ, ВМЙЪЛЙК Л ЛМБУФЕТОПНХ РПДИПДХ). рТЙНЕТ: IBM RS/6000 SP + пу AIX, ХУФБОБЧМЙЧБЕНБС ПФДЕМШОП ОБ ЛБЦДПН ХЪМЕ.
нПДЕМШ РТПЗТБННЙТПЧБОЙС рТПЗТБННЙТПЧБОЙЕ Ч ТБНЛБИ НПДЕМЙ РЕТЕДБЮЙ УППВЭЕОЙК ( MPI, PVM, BSPlib) дПРПМОЙФЕМШОБС ЙОЖПТНБГЙС: мЕЛГЙС ПВ БТИЙФЕЛФХТЕ НБУУЙЧОП-РБТБММЕМШОЩИ ЛПНРШАФЕТПЧ, ОБ РТЙНЕТЕ CRAY T3D (чМ.ч.чПЕЧПДЙО). рБТБММЕМШОЩЕ ЛПНРШАФЕТЩ У ТБУРТЕДЕМЕООПК РБНСФША (УФБФШС Ч ComputerWorld, #22, 1999 З.) An Overview of the Intel TFLOPS Supercomputer
уЙННЕФТЙЮОЩЕ НХМШФЙРТПГЕУУПТОЩЕ УЙУФЕНЩ (SMP) бТИЙФЕЛФХТБ уЙУФЕНБ УПУФПЙФ ЙЪ ОЕУЛПМШЛЙИ ПДОПТПДОЩИ РТПГЕУУПТПЧ Й НБУУЙЧБ ПВЭЕК РБНСФЙ (ПВЩЮОП ЙЪ ОЕУЛПМШЛЙИ ОЕЪБЧЙУЙНЩИ ВМПЛПЧ). чУЕ РТПГЕУУПТЩ ЙНЕАФ ДПУФХР Л МАВПК ФПЮЛЕ РБНСФЙ У ПДЙОБЛПЧПК УЛПТПУФША. рТПГЕУУПТЩ РПДЛМАЮЕОЩ Л РБНСФЙ МЙВП У РПНПЭША ПВЭЕК ЫЙОЩ (ВБЪПЧЩЕ 2-4 РТПГЕУУПТОЩЕ SMP-УЕТЧЕТБ), МЙВП У РПНПЭША crossbar-ЛПННХФБФПТБ (HP 9000). бРРБТБФОП РПДДЕТЦЙЧБЕФУС ЛПЗЕТЕОФОПУФШ ЛЬЫЕК. рТЙНЕТЩ HP 9000 V-class, N-class; SMP-cЕТЧЕТБ Й ТБВПЮЙЕ УФБОГЙЙ ОБ ВБЪЕ РТПГЕУУПТПЧ Intel (IBM, HP, Compaq, Dell, ALR, Unisys, DG, Fujitsu Й ДТ.). нБУЫФБВЙТХЕНПУФШ оБМЙЮЙЕ ПВЭЕК РБНСФЙ УЙМШОП ХРТПЭБЕФ ЧЪБЙНПДЕКУФЧЙЕ РТПГЕУУПТПЧ НЕЦДХ УПВПК, ПДОБЛП ОБЛМБДЩЧБЕФ УЙМШОЩЕ ПЗТБОЙЮЕОЙС ОБ ЙИ ЮЙУМП - ОЕ ВПМЕЕ 32 Ч ТЕБМШОЩИ УЙУФЕНБИ. дМС РПУФТПЕОЙС НБУЫФБВЙТХЕНЩИ УЙУФЕН ОБ ВБЪЕ SMP ЙУРПМШЪХАФУС ЛМБУФЕТОЩЕ ЙМЙ NUMA-БТИЙФЕЛФХТЩ. пРЕТБГЙПООБС УЙУФЕНБ чУС УЙУФЕНБ ТБВПФБЕФ РПД ХРТБЧМЕОЙЕН ЕДЙОПК пу (ПВЩЮОП UNIX-РПДПВОПК, ОП ДМС Intel-РМБФЖПТН РПДДЕТЦЙЧБЕФУС Windows NT). пу БЧФПНБФЙЮЕУЛЙ (Ч РТПГЕУУЕ ТБВПФЩ) ТБУРТЕДЕМСЕФ РТПГЕУУЩ/ОЙФЙ РП РТПГЕУУПТБН (scheduling), ОП ЙОПЗДБ ЧПЪНПЦОБ Й СЧОБС РТЙЧСЪЛБ. нПДЕМШ РТПЗТБННЙТПЧБОЙС рТПЗТБННЙТПЧБОЙЕ Ч НПДЕМЙ ПВЭЕК РБНСФЙ. (POSIX threads, OpenMP). дМС SMP-УЙУФЕН УХЭЕУФЧХАФ УТБЧОЙФЕМШОП ЬЖЖЕЛФЙЧОЩЕ УТЕДУФЧБ БЧФПНБФЙЮЕУЛПЗП ТБУРБТБММЕМЙЧБОЙС. уЙУФЕНЩ У ОЕПДОПТПДОЩН ДПУФХРПН Л РБНСФЙ (NUMA) бТИЙФЕЛФХТБ уЙУФЕНБ УПУФПЙФ ЙЪ ПДОПТПДОЩИ ВБЪПЧЩИ НПДХМЕК (РМБФ), УПУФПСЭЙИ ЙЪ ОЕВПМШЫПЗП ЮЙУМБ РТПГЕУУПТПЧ Й ВМПЛБ РБНСФЙ. нПДХМЙ ПВЯЕДЙОЕОЩ У РПНПЭША ЧЩУПЛПУЛПТПУФОПЗП ЛПННХФБФПТБ. рПДДЕТЦЙЧБЕФУС ЕДЙОПЕ БДТЕУОПЕ РТПУФТБОУФЧП, БРРБТБФОП РПДДЕТЦЙЧБЕФУС ДПУФХР Л ХДБМЕООПК РБНСФЙ, Ф.Е. Л РБНСФЙ ДТХЗЙИ НПДХМЕК. рТЙ ЬФПН ДПУФХР Л МПЛБМШОПК РБНСФЙ Ч ОЕУЛПМШЛП ТБЪ ВЩУФТЕЕ, ЮЕН Л ХДБМЕООПК. ч УМХЮБЕ, ЕУМЙ БРРБТБФОП РПДДЕТЦЙЧБЕФУС ЛПЗЕТЕОФОПУФШ ЛЬЫЕК ЧП ЧУЕК УЙУФЕНЕ (ПВЩЮОП ЬФП ФБЛ), ЗПЧПТСФ ПВ БТИЙФЕЛФХТЕ cc-NUMA (cache-coherent NUMA)
рТЙНЕТЩ HP HP 9000 V-class Ч SCA-ЛПОЖЙЗХТБГЙСИ, SGI Origin2000, Sun HPC 10000, IBM/Sequent NUMA-Q 2000, SNI RM600. нБУЫФБВЙТХЕНПУФШ нБУЫФБВЙТХЕНПУФШ NUMA-УЙУФЕН ПЗТБОЙЮЙЧБЕФУС ПВЯЕНПН БДТЕУОПЗП РТПУФТБОУФЧБ, ЧПЪНПЦОПУФСНЙ БРРБТБФХТЩ РПДДЕЦЛЙ ЛПЗЕТЕОФОПУФЙ ЛЬЫЕК Й ЧПЪНПЦОПУФСНЙ ПРЕТБГЙПООПК УЙУФЕНЩ РП ХРТБЧМЕОЙА ВПМШЫЙН ЮЙУМПН РТПГЕУУПТПЧ. оБ ОБУФПСЭЙК НПНЕОФ, НБЛУЙНБМШОПЕ ЮЙУМП РТПГЕУУПТПЧ Ч NUMA-УЙУФЕНБИ УПУФБЧМСЕФ 256 (Origin2000). пРЕТБГЙПООБС УЙУФЕНБ пВЩЮОП ЧУС УЙУФЕНБ ТБВПФБЕФ РПД ХРТБЧМЕОЙЕН ЕДЙОПК пу, ЛБЛ Ч SMP. оП ЧПЪНПЦОЩ ФБЛЦЕ ЧБТЙБОФЩ ДЙОБНЙЮЕУЛПЗП "РПДТБЪДЕМЕОЙС" УЙУФЕНЩ, ЛПЗДБ ПФДЕМШОЩЕ "ТБЪДЕМЩ" УЙУФЕНЩ ТБВПФБАФ РПД ХРТБЧМЕОЙЕН ТБЪОЩИ пу (ОБРТЙНЕТ, Windows NT Й UNIX Ч NUMA-Q 2000). нПДЕМШ РТПЗТБННЙТПЧБОЙС бОБМПЗЙЮОП SMP. рБТБММЕМШОЩЕ ЧЕЛФПТОЩЕ УЙУФЕНЩ (PVP) бТИЙФЕЛФХТБ пУОПЧОЩН РТЙЪОБЛПН PVP-УЙУФЕН СЧМСЕФУС ОБМЙЮЙЕ УРЕГЙБМШОЩИ ЧЕЛФПТОП-ЛПОЧЕКЕТОЩИ РТПГЕУУПТПЧ, Ч ЛПФПТЩИ РТЕДХУНПФТЕОЩ ЛПНБОДЩ ПДОПФЙРОПК ПВТБВПФЛЙ ЧЕЛФПТПЧ ОЕЪБЧЙУЙНЩИ ДБООЩИ, ЬЖЖЕЛФЙЧОП ЧЩРПМОСАЭЙЕУС ОБ ЛПОЧЕКЕТОЩИ ЖХОЛГЙПОБМШОЩИ ХУФТПКУФЧБИ. лБЛ РТБЧЙМП, ОЕУЛПМШЛП ФБЛЙИ РТПГЕУУПТПЧ (1-16) ТБВПФБАФ ПДОПЧТЕНЕООП ОБД ПВЭЕК РБНСФША (БОБМПЗЙЮОП SMP) Ч ТБНЛБИ НОПЗПРТПГЕУУПТОЩИ ЛПОЖЙЗХТБГЙК. оЕУЛПМШЛП ФБЛЙИ ХЪМПЧ НПЗХФ ВЩФШ ПВЯЕДЙОЕОЩ У РПНПЭША ЛПННХФБФПТБ (БОБМПЗЙЮОП MPP).
рТЙНЕТЩ NEC SX-4/SX-5, МЙОЙС ЧЕЛФПТОП-ЛПОЧЕКЕТОЩИ ЛПНРШАФЕТПЧ CRAY: ПФ CRAY-1, CRAY J90/T90, CRAY SV1, CRAY X1, УЕТЙС Fujitsu VPP. нПДЕМШ РТПЗТБННЙТПЧБОЙС ьЖЖЕЛФЙЧОПЕ РТПЗТБННЙТПЧБОЙЕ РПДТБЪХНЕЧБЕФ ЧЕЛФПТЙЪБГЙА ГЙЛМПЧ (ДМС ДПУФЙЦЕОЙС ТБЪХНОПК РТПЙЪЧПДЙФЕМШОПУФЙ ПДОПЗП РТПГЕУУПТБ) Й ЙИ ТБУРБТБММЕМЙЧБОЙЕ (ДМС ПДОПЧТЕНЕООПК ЪБЗТХЪЛЙ ОЕУЛПМШЛЙИ РТПГЕУУПТПЧ ПДОЙН РТЙМПЦЕОЙЕН). дПРПМОЙФЕМШОБС ЙОЖПТНБГЙС: мЕЛГЙС ПВ БТИЙФЕЛФХТЕ ЧЕЛФПТОП-ЛПОЧЕКЕТОЩИ УХРЕТ-ьчн CRAY C90. (чМ.ч.чПЕЧПДЙО)
лМБУФЕТОЩЕ УЙУФЕНЩ бТИЙФЕЛФХТБ оБВПТ ТБВПЮЙИ УФБОГЙК (ЙМЙ ДБЦЕ рл) ПВЭЕЗП ОБЪОБЮЕОЙС, ЙУРПМШЪХЕФУС Ч ЛБЮЕУФЧЕ ДЕЫЕЧПЗП ЧБТЙБОФБ НБУУЙЧОП-РБТБММЕМШОПЗП ЛПНРШАФЕТБ. дМС УЧСЪЙ ХЪМПЧ ЙУРПМШЪХЕФУС ПДОБ ЙЪ УФБОДБТФОЩИ УЕФЕЧЩИ ФЕИОПМПЗЙК (Fast/Gigabit Ethernet, Myrinet) ОБ ВБЪЕ ЫЙООПК БТИЙФЕЛФХТЩ ЙМЙ ЛПННХФБФПТБ. рТЙ ПВЯЕДЙОЕОЙЙ Ч ЛМБУФЕТ ЛПНРШАФЕТПЧ ТБЪОПК НПЭОПУФЙ ЙМЙ ТБЪОПК БТИЙФЕЛФХТЩ, ЗПЧПТСФ П ЗЕФЕТПЗЕООЩИ (ОЕПДОПТПДОЩИ) ЛМБУФЕТБИ. хЪМЩ ЛМБУФЕТБ НПЗХФ ПДОПЧТЕНЕООП ЙУРПМШЪПЧБФШУС Ч ЛБЮЕУФЧЕ РПМШЪПЧБФЕМШУЛЙИ ТБВПЮЙИ УФБОГЙК. ч УМХЮБЕ, ЛПЗДБ ЬФП ОЕ ОХЦОП, ХЪМЩ НПЗХФ ВЩФШ УХЭЕУФЧЕООП ПВМЕЗЮЕОЩ Й/ЙМЙ ХУФБОПЧМЕОЩ Ч УФПКЛХ.
рТЙНЕТЩ NT-ЛМБУФЕТ Ч NCSA, Beowulf-ЛМБУФЕТЩ. пРЕТБГЙПООБС УЙУФЕНБ йУРПМШЪХАФУС УФБОДБТФОЩЕ ДМС ТБВПЮЙИ УФБОГЙК пу, ЮБЭЕ ЧУЕЗП, УЧПВПДОП ТБУРТПУФТБОСЕНЩЕ - Linux/FreeBSD, ЧНЕУФЕ УП УРЕГЙБМШОЩНЙ УТЕДУФЧБНЙ РПДДЕТЦЛЙ РБТБММЕМШОПЗП РТПЗТБННЙТПЧБОЙС Й ТБУРТЕДЕМЕОЙС ОБЗТХЪЛЙ. нПДЕМШ РТПЗТБННЙТПЧБОЙС рТПЗТБННЙТПЧБОЙЕ, ЛБЛ РТБЧЙМП, Ч ТБНЛБИ НПДЕМЙ РЕТЕДБЮЙ УППВЭЕОЙК (ЮБЭЕ ЧУЕЗП - MPI). дЕЫЕЧЙЪОБ РПДПВОЩИ УЙУФЕН ПВПТБЮЙЧБЕФУС ВПМШЫЙНЙ ОБЛМБДОЩНЙ ТБУИПДБНЙ ОБ ЧЪБЙНПДЕКУФЧЙЕ РБТБММЕМШОЩИ РТПГЕУУПЧ НЕЦДХ УПВПК, ЮФП УЙМШОП УХЦБЕФ РПФЕОГЙБМШОЩК ЛМБУУ ТЕЫБЕНЩИ ЪБДБЮ. дПРПМОЙФЕМШОБС ЙОЖПТНБГЙС: юФП ФБЛПЕ Beowulf? (ФЕИОПМПЗЙС ПТЗБОЙЪБГЙЙ РБТБММЕМШОЩИ ЧЩЮЙУМЕОЙК ОБ Linux-ЛМБУФЕТБИ) оБЙВПМЕЕ ЙЪЧЕУФОЩЕ ЛМБУФЕТОЩЕ ХУФБОПЧЛЙ. SIMPLE: НЕФПДПМПЗЙС РТПЗТБННЙТПЧБОЙС ЧЩЮЙУМЙФЕМШОЩИ БМЗПТЙФНПЧ ОБ ЛМБУФЕТБИ ЙЪ SMP-ХЪМПЧ (БЧФПТ - David A. Bader).
дТХЗЙЕ ЙУФПЮОЙЛЙ ЙОЖПТНБГЙЙ П ЛМБУУБИ РБТБММЕМШОЩИ ЛПНРШАФЕТПЧ уФБФШС "MIMD-ЛПНРШАФЕТЩ" ОБ УЕТЧЕТЕ чг тбо.
ї мБВПТБФПТЙС рБТБММЕМШОЩИ ЙОЖПТНБГЙПООЩИ ФЕИОПМПЗЙК ойчг нзх