Организация мультипроцессорных вычислительных систем на базе процессоров Intel, Pentium.

Количество процессоров в UMA-мультипроцессорах с одной шиной обычно ограничивается несколькими десятками, а для мультипроцессоров с перекрестной или многоступенчатой коммутацией требуется дорогое оборудование, к тому же количество процессоров в них не намного больше. Чтобы объединить в одном мультипроцессоре более 100 процессоров, нужно какое-то иное решение. Ранее предполагалось, что все модули памяти имеют одинаковое время доступа. Если не замыкаться на этой концепции, можно прийти к мультипроцессорам с неоднородным доступом к памяти (NonUniform Memory Access, NUMA). Как и UMA-мультипроцессоры, они предоставляют единое адресное пространство для всех процессоров, но, в отличие от UMA-машин, доступ к локальным модулям памяти происходит быстрее, чем к удаленным. Следовательно, все UMA-программы смогут без изменений работать на NUMA-машинах, но производительность будет хуже, чем на UMA-машине с той же тактовой частотой.

NUMA-машины имеют три ключевые характеристики, которые в совокупности отличают их от других мультипроцессоров:

существует единое адресное пространство, видимое всеми процессорами;

доступ к удаленной памяти производится командами LOAD и STORE;

доступ к удаленной памяти выполняется медленнее, чем доступ к локальной.

Если время доступа к удаленной памяти не замаскировано кэшированием (кэш отсутствует), такая система называется NC-NUMA (No Caching NUMA - NUMA без кэширования). Если присутствуют согласованные кэши, то система называется CC-NUMA (Coherent Cache NUMA - NUMA с согласованными кэшами). Программисты часто называют такую систему аппаратной распределенной общей памятью, поскольку она, по сути, аналогична распределенной общей памяти (DSM), реализованной программно, однако поддерживается аппаратно с использованием страниц маленького размера.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Мультипроцессоры

Мультипроцессоры и мультикомпьютеры

Мультипроцессоры

Мультикомпьютеры

Классификация параллельных компьютерных систем

Семантика памяти

Строгая состоятельность

Секвенциальная состоятельность

Процессорная состоятельность

Слабая состоятельность

Свободная состоятельность

UMA-мультипроцессоры в современных мультипроцессорных архитектурах

Согласованность кэшей

Протокол MESI

UMA-мультипроцессоры с перекрёстной коммутацией

NUMA-мультипроцессоры

CC-NUMA-мультипроцессоры

NUMA-мультипроцессор SUN FIRE E25K

COMA-мультипроцессоры

Требование к компонентам МВС

Отношение «стоимость/производительность»

Масштабируемость

Совместимость и мобильность программного обеспечения

Надёжность и отказоустойчивость

МВС

Мультипроцессоры Intel Pentium

Мультипроцессоры и избыточные системы

Симметричные мультипроцессорные системы

Объединение процессоров на локальной шине

Гиперпотоковые мультиядерные процессоры

Применение МВС на базе процессоров Intel

Суперкомпьютерная союзная программа СКИФ

СКИФ МГУ

Двухуровневая масштабируемая открытая архитектура

Заключение

Список литературы

1. Богданов А.В. , Корхов В.В. , Мареев В.В. , Станкова Е.Н. Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем : ИНТУИТ.ру, 2004, 176 с.

2. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд.(+CD). СПБ.: Питер, 2007. 844 с.: ил.

3. http://www.intuit.ru/departament/hardware/atmcs

4. http://www.pulscen.ru/info/special/computer/processor/systems

5. http://www.rg.ru/2008/04/03/skif.html

6. http://skif.pereslavl.ru/skif/index.cgi?module=chap&action=getpage&data=o_programme\conception\part1.html

7. http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/extent/os/tan1/index.html