Екзаменаційний білет №15
15.1 MPP-архитектура|
MPP| (massive| parallel| processing|) – масивно-паралельна архітектура. Головна особливість такої архітектури полягає в тому, що пам'ять фізично розділена. В цьому випадку система будується з|із| окремих модулів, що містять|утримують| процесор, локальний банк операційної пам'яті (ОП), комунікаційні процесори (рутеры|) або мережеві|мережні| адаптери, іноді|інколи| – жорсткі диски і/або інші пристрої|устрої| введення/виводу|висновку,виведення|. По суті, такими модулями є повнофункціональні комп'ютери (див. Рисунок.3.2). Доступ до банку ОП з|із| даного модуля мають тільки|лише| процесори (ЦП) з|із| цього ж модуля. Модулі з'єднуються спеціальними комунікаційними каналами. Користувач може визначити логічний номер процесора, до якого він підключений, і організувати обмін повідомленнями|сполученнями| з|із| іншими процесорами. Використовуються два варіанти роботи операційної системи (ОС) на машинах MPP-архитектуры|. У одному повноцінна операційна система (ОС) працює тільки|лише| на машині (front-end|), що управляє, на кожному окремому модулі функціонує сильно урізаний|урізати| варіант ОС, що забезпечує роботу тільки|лише| розташованою|схильною| в нім гілки паралельного застосування. У другому варіанті на кожному модулі працює повноцінна UNIX-подобная| ОС, що встановлюється окремо.
Рисунок. 3.2. Схематичний вид архітектури з|із| роздільною пам'яттю
Головною перевагою систем з|із| роздільною пам'яттю є|з'являється,являється| хороша|добра| масштабованість: на відміну від SMP-систем|, в машинах з|із| роздільною пам'яттю кожен процесор має доступ тільки|лише| до своєї локальної пам'яті, у зв'язку з чим не виникає необхідності в потактовой| синхронізації процесорів. Практично всі рекорди по продуктивності на сьогодні встановлюються на машинах саме такої архітектури, процесорів, що складаються з декількох тисяч (ASCI| Red|, ASCI| Blue| Pacific|).
Недоліки|нестачі|:
відсутність загальної|спільної| пам'яті помітно знижує швидкість міжпроцесорного обміну, оскільки немає загального|спільного| середовища|середи| для зберігання даних, призначених для обміну між процесорами. Потрібна спеціальна техніка програмування для реалізації обміну повідомленнями|сполученнями| між процесорами;
кожен процесор може використовувати тільки|лише| обмежений об'єм|обсяг| локального банку пам'яті;
унаслідок|внаслідок| вказаних архітектурних недоліків|нестач| потрібні значні зусилля для того, щоб максимально використовувати системні ресурси. Саме цим визначається висока ціна програмного забезпечення для масивно-паралельних систем з|із| роздільною пам'яттю.
Системами з|із| роздільною пам'яттю є|з'являються,являються| суперкомп'ютери БОС-1000, IBM| RS/6000 SP|, SGI/CRAY T3E|, системи ASCI|, Hitachi| SR8000|, системи Parsytec|.
Машини останньої серії CRAY| T3E| від SGI|, засновані на базі процесорів Dec| Alpha| 21164 з|із| піковою продуктивністю 1200 Мфлопс/с (CRAY| T3E-1200|), здатні|здібні| масштабуватися до 2048 процесорів.
При роботі з|із| MPP-системами| використовують так звані Massive| Passing| Programming| Paradigm| – парадигму програмування з|із| передачею даних (MPI|, PVM|, BSPlib|).