Классы параллельных систем
I. Векторно-конвейерные компьютеры (PVP). Имеют MIMD-архитектуру (множество инструкций над множеством данных).
Основные особенности:
- конвейерные функциональные устройства;
- набор векторных инструкций в системе команд;
- зацепление команд (используется как средство ускорения вычислений).
Характерным представителем данного направления является семейство векторно-конвейерных компьютеров CRAY.
Рассмотрим, например, суперкомпьютер CRAY Y-MP C90, имеющий следующие характеристики:
- Максимальная конфигурация - 16 процессоров, время такта - 4,1 нс, что соответствует тактовой частоте почти 250 МГц.
- Разделяемые ресурсы процессора:
- Оперативная память (ОП) разделяется всеми процессорами и секцией ввода/вывода, разделена на множество банков, которые могут работать одновременно.
- Секция ввода/вывода. Компьютер поддерживает три типа каналов с разной скоростью передачи:
Low-Speed Channels - 6 Мбайт/с
High-Speed Channels - 200 Мбайт/с
Very High-Speed Channels - 1800 Мбайт/с
- Секция межпроцессорного взаимодействия содержит регистры и семафоры, предназначенные для передачи данных и управляющей информации.
- Вычислительная секция процессора состоит из:
- регистров (адресных, скалярных, векторных);
- функциональных устройств;
- сети коммуникаций.
- Секция управления.
Команды выбираются из ОП блоками и заносятся в буфера команд.
- Параллельное выполнение программ.
Все основные операции, выполняемые процессором - обращение в память, обработка команд и выполнение инструкций - являются конвейерными.
II. Массивно-параллельные компьютеры с распределенной памятью. Объединяется несколько серийных микропроцессоров, каждый со своей локальной памятью, посредством некоторой коммуникационной среды.
Достоинств у такой архитектуры много: если нужна высокая производительность, то можно добавить еще процессоров; если ограничены финансы или заранее известна требуемая вычислительная мощность, то легко подобрать оптимальную конфигурацию и т.д.
Каждый процессор имеет доступ лишь к своей локальной памяти, а если программе нужно узнать значение переменной, расположенной в памяти другого процессора, то задействуется механизм передачи сообщений.
