Содержание
- 2. Коммутаторы внутренних связей 1 Вычислительные системы класса МIМD с коммутаторами (Км) внутренних связей можно разделить на
- 3. В системах с распределенной памятью каждый процессор в совокупности с его локальной памятью составляет процессорный элемент
- 4. Коммутаторы, обеспечивающие полный набор перекрестных связей, используются и при числе процессоров, намного превышающем 16. Однако в
- 5. Сети внутренних связей 1 Вычислительные системы класса МIМD с сетями внутренних связей за редким исключением имеют
- 6. Сети, связывающие процессорные элементы, обладают разнообразными топологиями, которые могут быть классифицированы следующим образом (рис. 3.2). Простейшая
- 7. Широко распространены связи типа сетки (решетки), которые могут быть одно- и многомерными и иметь различные регулярные
- 8. В последнее время широкое распространение в ВС, в особенности, с большим числом процессоров, получили двоичные (булевы)
- 9. В качестве примеров систем с двоичными гиперкубическими связями можно указать базовую экспериментальную систему Cosmic Cube, основанную
- 11. Скачать презентацию
Коммутаторы внутренних связей 1
Вычислительные системы класса МIМD с коммутаторами (Км) внутренних
Коммутаторы внутренних связей 1
Вычислительные системы класса МIМD с коммутаторами (Км) внутренних
К первому относятся системы, в которых основная память (Пм) представляет общий ресурс.
Ко второму — системы, в которых все устройства основной памяти распределены между процессорами (Пр) в виде их локальной памяти (рис. 1).
В системах с общей памятью все процессоры осуществляют доступ к ее независимым модулям через коммутатор.
Рис. 1. Классификация архитектур ВС класса MIMD с коммутаторами внутренних связей
В системах с распределенной памятью каждый процессор в совокупности с его
В системах с распределенной памятью каждый процессор в совокупности с его
Несмотря на указанное различие, системы, как с общей, так и с распределенной памятью можно разделить по типам их коммутаторов на системы с перекрестным, многокаскадным и шинным коммутаторами (рис. 1). Более того, многие высокопроизводительные системы имеют как общую, так и распределенную основную память — это гибридные системы класса МIМD с коммутатором. В типичном случае такие системы содержат большое число ЭВМ со своей памятью, а также еще и общую память. Не выделяя здесь гибридные системы, отнесем их к системам первого типа по признаку наличия общей памяти.
Коммутаторы внутренних связей 2
Коммутаторы, обеспечивающие полный набор перекрестных связей, используются и при числе процессоров,
Коммутаторы, обеспечивающие полный набор перекрестных связей, используются и при числе процессоров,
Широко распространены шинные архитектуры, в которых все процессоры и все модули памяти присоединены к общей шине. Они отличаются экономичностью, но с ростом числа процессоров и модулей памяти общая шина становится вычислительным ресурсом, ограничивающим реальную производительность, поскольку она не успевает обеспечивать возрастающее число обменов информацией. Для преодоления этого недостатка используются многошинные структуры.
Системы с распределенной памятью обладают меньшей степенью универсальности по сравнению с системами с общей памятью
Коммутаторы внутренних связей 3
Сети внутренних связей 1
Вычислительные системы класса МIМD с сетями внутренних связей
Сети внутренних связей 1
Вычислительные системы класса МIМD с сетями внутренних связей
Наоборот, все они распределены по системе и связаны, подобно распределенной памяти, с каждым процессорным элементом. Суть сети связей в рассматриваемом здесь смысле состоит в том, что процессорные элементы, которые наряду с другими возможными компонентами образуют процессорные узлы в сети вычислительной системы, могут непосредственно связываться для передачи данных и их получения только с теми процессорными элементами, с которыми они имеют прямую связь в сети. Для связывания с другими процессорными элементами используются многократные передачи данных по звеньям сети через промежуточные процессорные элементы. В отношении систем с коммутаторами связей можно сказать, что они имеют такие сети, в которых все внутренние связи сконцентрированы в отдельном коммутационном устройстве.
Сети, связывающие процессорные элементы, обладают разнообразными топологиями, которые могут быть классифицированы
Сети, связывающие процессорные элементы, обладают разнообразными топологиями, которые могут быть классифицированы
Простейшая сеть внутренних связей — это звезда. Здесь несколько ЭВМ подключены к общей для них ведущей ЭВМ, как, например, в вычислительной системе IBM LCAP (Lossely Coupled Array of Processors). В одном из вариантов этой системы десять процессоров FPS-164 подключены через каналы к ведущей ЭВМ IBM 4381
Сети внутренних связей 2
Широко распространены связи типа сетки (решетки), которые могут быть одно- и
Широко распространены связи типа сетки (решетки), которые могут быть одно- и
Одномерная сетка может быть разомкнутой и представлять собой линейный ряд ЭВМ со связями между соседними парами, но чаще он замыкается в кольцо, что улучшает возможности обмена. Сетка в виде одномерного кольца использована, например, в вычислительных системах CDC Cyberplus на базе мощных скалярных процессоров и ZMOB на базе микропроцессоров. Двумерная сетка применена, например, в системах FEM (Finite Element Machine) и VFPP (Very Fast Parallel Processor). Двумерной сеткой связей обладают и такие ВС, как ILLIAC IV, ICL DAP и Goodyear MPP, но это — параллельные системы с общим управлением от единственного потока команд, относящиеся к классу SIМD.
Сети внутренних связей 3
В последнее время широкое распространение в ВС, в особенности, с большим
В последнее время широкое распространение в ВС, в особенности, с большим
В квадратной сетке размерностью m каждый процессорный элемент (не учитывая крайние) связан с 2m соседними элементами и при n элементах по ортогональным осям сетка объединяет N=nm процессорных элементов. Очевидно, что увеличивая или уменьшая n при сохранении значения m , можно изменять число элементов N.
В гиперкубе размерностью m каждый процессорный элемент связан с m соседними элементами, при этом в систему объединяются N = 2m процессорных элементов, и обеспечивается максимальный путь не более чем в m шагов между любой парой процессорных элементов. Здесь нельзя изменить число входящих в систему элементов N, не изменяя размерность m. Это делает практически невозможным наращивание системы, однако, добавляет важнейшее достоинство – пределы изменения времени передачи информации одинаковы для всех процессорных элементов.
Сети внутренних связей 4
В качестве примеров систем с двоичными гиперкубическими связями можно указать базовую
В качестве примеров систем с двоичными гиперкубическими связями можно указать базовую
Таким образом, сеточные и гиперкубические связи характерны для систем с независимыми процессорами, имеющими свои устройства управления (МIМD), в особенности для высокопараллельных систем с большим числом процессоров. Типичным здесь является распределенная по процессорам память, но системы могут иметь и общую память. Упомянутые связи применяются и в параллельных системах с общим управлением (SIМD), в том числе в высокопараллельных системах с большим числом обрабатывающих устройств.
Заменив каждый процессорный элемент, представляемый вершиной в исходном гиперкубе, группой процессорных элементов, связанных в кольцо, получаем архитектуру, называемую кубически связанными циклами. При относительно малом числе элементов в кольце эта архитектура близка по своим свойствам к гиперкубу, а при их большом числе — к кольцу. Рассматриваемую архитектуру имеет, например, ЭВМ BVM (Boolean Vector Machine).
Сети внутренних связей 5