Организация ЭВМ и систем


Архитектуры вычислительных систем - часть 2


Рис.6.1. Классификация вычислительных систем с МIМD-архитектурой

Системы с сильной связью (иногда их называют «истинными» мульти­процессорами) основаны на объединении процессоров на общем поле опера­тивной памяти.

Системы со слабой связью, как правило, представляются многомашин­ными комплексами, в которых отдельные компьютеры объединяются либо с помощью сетевых средств, либо с помощью общей внешней памяти (обычно — дисковые накопители большой емкости). Разница организации MIMD-систем с сильной и слабой связью проявляются при обработке приложений, отличающихся интенсивностью обменов между процессами.

6.2. Сильно связанные многопроцессорные системы

В таких системах, как правило, число параллельных процессов невелико (не больше 16) и управляет ими централизованная операционная система. Процессы обмениваются информацией через общую оперативную память. При этом возникают задержки из-за межпроцессорных конфликтов. При соз­дании больших мультипроцессорных ЭВМ (мэйнфреймов, суперЭВМ) пред­принимаются огромные усилия по увеличению пропускной способности опе­ративной памяти. В результате аппаратные затраты возрастают чуть ли не в квадратичной зависимости, а производительность системы упорно «не жела­ет» увеличиваться пропорционально числу процессоров. Так, сложнейшие средства снижения межпроцессорных конфликтов в оперативной памяти су­перкомпьютеров серии CRAY X-MP/Y-MP позволяют получить коэффици­ент ускорения не более 3,5 для четырехпропессррной конфигурации системы.

То, что могут себе позволить дорогостоящие и сложные мэйнфреймы и суперкомпьютеры, не годится для компактных многопроцессорных серверов. Для простой и «дешевой» поддержки многопроцессорной организации была предложена архитектура SMP — мультипроцессирование с разделением па­мяти, предполагающая объединение процессоров на общей шине оператив­ной памяти. За аппаратную простоту реализации средств SMP приходится расплачиваться процессорным временем ожидания в очереди к шине опера­тивной памяти.В большинстве случаев пользователи готовы добавить в сер­вер один или более процессоров (но редко — более четырех) в надежде уве­личить производительность системы. Стоимость этой операции ничтожна по сравнению со стоимостью всего сервера, а результат чаще всего оправдывает ожидания пользователя. Архитектура SMP стала своего рода стандартом для всех современных многопроцессорных серверов (например, НР9000 и DEC Alpha Server AXP). Стремительное увеличение пропускной способности сис­темных шин предопределяет широкое распространение SMP архитектуры.





- Начало -  - Назад -  - Вперед -