MPP архитектура
MPP архитектура (massive parallel processing) -
массивно-параллельная архитектура. Главная особенность такой архитектуры состоит
в том, что память физически разделена. В этом случае система
строится из отдельных модулей, содержащих процессор, локальный банк операционной
памяти (ОП), два коммуникационных процессора (рутера) или сетевой адаптер,
иногда - жесткие диски и/или другие устройства ввода/вывода. Один рутер
используется для передачи команд, другой - для передачи данных. По сути, такие
модули представляют собой полнофункциональные компьютеры. (см. рис.). Доступ к
банку ОП из данного модуля имеет только процессоры (ЦП) из
этого же модуля. Модули соединяются специальными коммуникационными каналами.
Пользователь может определить логический номер процессора, к которому он
подключен, и организовать обмен сообщениями с другими процессорами. Используются
два варианта работы операционной системы (ОС) на машинах MPP архитектуры. В
одном, полноценная операционная система (ОС) работает только на управляющей
машине (front-end), на каждом отдельном модуле работает сильно урезанный вариант
ОС, обеспечивающий работу только расположенной в нем ветви параллельного
приложения. Во втором варианте, на каждом модуле работает полноценная
UNIX-подобная ОС, устанавливаемая отдельно на каждом модуле.
Главное преимущество:
- Главным преимуществом систем с раздельной памятью является хорошая
масштабируемость: в отличие от SMP-систем в машинах с раздельной памятью
каждый процессор имеет доступ только к своей локальной памяти, в связи с чем
не возникает необходимости в потактовой синхронизации процессоров. Практически
все рекорды по производительности на сегодняшний день устанавливаются на
машинах именно такой архитектуры, состоящих из нескольких тысяч процессоров
(ASCI Red, Blue Pacific).
Недостатки:
- отсутствие общей памяти заметно снижает скорость межпроцессорного обмена,
поскольку нет общей среды для хранения данных, предназначенных для обмена
между процессорами. Требуется специальная техника программирования для
реализации обмена сообщениями между процессорами.
- каждый процессор может использовать только ограниченный объем локального
банка памяти.
- вследствие указанных архитектурных недостатков требуются значительные
усилия для того, чтобы максимально использовать системные ресурсы. Именно этим
определяется высокая цена программного обеспечения для массивно-параллельных
систем с раздельной памятью.
Системами с раздельной памятью являются
суперкомпьютеры IBM RS/6000 SP2, Intel PARAGON/ASCI Red, SGI/CRAY T3E, Hitachi
SR8000, транспьютерные системы Parsytec.
Машины последней серии CRAY T3E от
SGI, основанные на базе процессоров Dec Alpha 21164 с пиковой
производительностью 1200 Мфлопс/с (CRAY T3E-1200), способны масштабироваться до
2048 процессоров. Другая машина этой серии CRAY T3E-900 в конфигурации 1248
процессоров, инсталлированная в правительстве США, показала на Linpack-тесте
производительность, равную 634.2 Гфлопс/с.
При работе с MPP системами
используют так называемую Massive Passing Programming Paradigm -парадигму
программирования с передачей данных (MPI, PVM, BSPlib).
[Назад] [Оглавление] [Вперед]
Последнее обновление 8.02.2002 WebMaster