SMP архитектура
SMP архитектура (symmetric multiprocessing) -
cимметричная многопроцессорная архитектура. Главной особенностью систем с
архитектурой SMP является наличие общей физической памяти,
разделяемой всеми процессорами
Память является способом передачи сообщений между
процессорами, при этом все вычислительные устройства при обращении к ней имеют
равные права и одну и ту же адресацию для всех ячеек памяти. Поэтому SMP
архитектура называется симметричной. Последнее обстоятельство позволяет очень
эффективно обмениваться данными с другими вычислительными устройствами.
SMP-система строится на основе высоко скоростной системной шины (SGI PowerPath,
Sun Gigaplane, DEC TurboLaser), к слотам которой подключаются функциональные
блоки трех типов: процессоры (ЦП), операционная система (ОП) и подсистема
ввода/вывода (I/O). Для подсоединения к модулям I/O используются уже более
медленные шины (PCI, VME64). Наиболее известными SMP-системами являются машины
серий SGI Power Chalenge, DEC Alpha Server, Cray T3D. Вся система работает под
управлением единой ОС (обычно UNIX-подобной, но для Intel-платформ
поддерживается Windows NT). ОС автоматически (в процессе работы) распределяет
процессы по процессорам, но иногда возможна и явная привязка.
Основные преимущества SMP-систем:
- простота и универсальность для программирования.
Архитектура SMP не накладывает ограничений на модель программирования,
используемую при создании приложения: обычно используется модель параллельных
ветвей, когда все процессоры работают абсолютно независимо друг от друга, -
однако, можно реализовать и модели, использующие межпроцессорный обмен.
Использование общей памяти увеличивает скорость такого обмена, пользователь
также имеет доступ сразу ко всему объему памяти. Для SMP-систем существуют
сравнительно эффективные средства автоматического распараллеливания.
- легкость в эксплуатации. Как правило, SMP-системы
используют систему охлаждения, основанную на воздушном кондиционировании, что
облегчает их техническое обслуживание.
- относительно невысокая цена.
Недостатки:
- системы с общей памятью, построенные на системной шине, плохо
масштабируемы
Этот важный недостаток SMP-системы, не
позволяет считать их по-настоящему перспективными. Причины плохой
масштабируемости состоят в том, что в данный момент шина способна обрабатывать
только одну транзакцию, вследствие чего возникают проблемы разрешения конфликтов
при одновременном обращении нескольких процессоров к одним и тем же областям
общей физической памяти. Вычислительные элементы начинают друг другу мешать.
Когда произойдет такой конфликт, зависит от скорости связи и от количества
вычислительных элементов. В настоящее время конфликты могут происходить при
наличии 8-24-х процессоров. Кроме того, системная шина имеет ограниченную (хоть
и высокую) пропускную способность (ПС) и ограниченное число слотов. Все это с
очевидностью препятствует увеличению производительности при увеличении числа
процессоров и числа подключаемых пользователей. В реальных системах можно
использовать не более 32 процессоров. Рекорд в этом отношении принадлежит фирме
SUN. Произведенный ею суперкомпьютер SUN Enterprise (Sun
Fire) 15000 может иметь до 72 UltraSparc III 900 МГц процессоров SMP
архитектуры. Наиболее известным суперкомпьютерным серверами SMP-архитектуры
являются также ORIGIN серии 3000,
и системы V класса компании Hewlett Packard.
Максимальная производительность
SMP системы может составлять приблизительно 50 миллиардов операций в секунду.
Для большинства современных приложений это приемлемо, но не для всех.При работе
с SMP системами используют так называемую парадигму программирования с
разделяемой памятью (shared memory paradigm).
[Назад] [Оглавление] [Вперед]
Последнее обновление 8.02.2002 WebMaster