Кластерная архитектура

Гибридная архитектура NUMA

Главная особенность гибридной архитектуры NUMA (nonuniform

memory access) – неоднородный доступ к памяти.

Гибридная архитектура совмещает достоинства систем с общей па-

мятью и относительную дешевизну систем с раздельной памятью. Суть

этой архитектуры – в особой организации памяти, а именно: память фи-

зически распределена по различным частям системы, но логически она

является общей, так что пользователь видит единое адресное пространст-

во. Система построена из однородных базовых модулей (плат), состоящих

из небольшого числа процессоров и блока памяти. Модули объединены с

помощью высокоскоростного коммутатора. Поддерживается единое ад-

ресное пространство, аппаратно поддерживается доступ к удаленной памяти других модулей. При этом доступ к локальной памя-

ти осуществляется в несколько раз быстрее, чем к удаленной.

Рис. 3.3. Структурная схема архитектура NUMA

Кластерная система-это два или больше соидененых между собой комп.

Которые представлены пользователю в качестве единого инфор-вычеслит ресурса. Узлами кластера могут быть чаще всего рабочие станции иногда сервера.

Пркимущества:

1.Такие системы самые дешевые,т.к собираються на базе стандартных комплектующих.

2.Легкая масштабность – позволяет увеличивать продуктивность

3.В случаи отказа какого небудь узла кластера другой узел может

взять на себя вычисление неисправного.

Существуют три разновидности кластерных систем:

1.кластерные системы высокой надежности

2кластерные системы для высокопродуктивных вычислений

3многопотоковые системы.

Эта система относится к классу однородных и имеет программируемую макроструктуру. Число элементарных машин (ЭМ) в системе не фиксировано и может определиться классом решаемых задач. Структурную единицу системы составляет ЭМ, которая включает в себя вычислительный модуль (ВМ) и модуль межмашинной связи (ММС). Состав каждой ЭМ также достаточно произвольный – может выбираться из числа типовых спецификаций семейств АСВТ или СМ ЭВМ. В качестве ВМ используются ЭВМ, построенные на основе процессоров M-6000, М-7000, СМ ЭВМ. Модули МС, предназначенные для организации взаимодействия ЭМ, выполнены как автономные устройства, обеспечивают передачу дачных, адресов и управляющей информации между соседними ВМ.

Рис. 2.10. Связи между ЭМ в системе МИНИМАКС

Из рис. 2.10 видно, что каждая элементарная машина связана с четырьмя соседними и взаимодействуют они с помощью двух типов связи: 1 и 2, обеспечивающих полудуплексную работу. Связи типа 1 используются для пересылки данных между ОЗУ передающего ВM и одного или нескольких принимающих ВМ, передачи адресов между передающими и принимающими ВM и обмена логическими переменными между элементарными машинами. Связи типа 2 являются вспомогательными: они используются для программирования соединений между элементарными машинами по линиям связи типа 1, а также для передачи управляющей информации, обеспечивающей использование общих ресурсов – периферийных устройств, файлов, программ и др. Связь типа 3 между вычислительным модулем и модулем машинной связи в пределах одной элементарной машины – дуплексные и используются для обмена информацией с периферийными устройствами.

Важным аспектом работы однородной системы является программирование ее структуры – настройка, которая осуществляйся с помощью специальных регистров настройки, входящих в состав модулей машинной связи. Содержимое этих регистров может быть изменено либо собственным вычислительным модулем, либо вычислительным модулем любой другой элементарной машины.

Система МИНИМАКС – общего назначения и может работать в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Развитием однородных вычислительных систем являются однородные вычислительные среды, которые представляют собой и общем случае n-мерную решетчатую структуру. В частом случае это двухмерная структура из квадратных клеток, заполняющих плоскость. Каждая клетка в двухмерной структуре соединяется с четырьмя соседними. Между двумя соседними клетками проходят два канала настройки и один канал передачи рабочей информации (рис. З.11). Каждый элемент однородной вычислительной среды состоит из коммутационных и функциональных компонентов. Функциональный компонент реализует полную систему логических функций, например: ИЛИ – НЕ – или ИЛИ – НЕ – , Коммутационные и функциональные компоненты позволяют путем соответствующей настройки при достаточном их числе реализовать любую структуру.

Рис. 2.11. Однородная вычислительная среда

Пока еще нет достаточного опыта, который позволил бы оцепить перспективность этих идей, однако можно отметить, что реализация однородных систем – непростая проблема, а эффективность таких систем не является безусловной. Надо иметь в виду, что связи между отдельными элементами достаточно сложны, аппаратные затраты на реализацию связей велики, причем чем элементарнее функции вычислительного модуля, тем больший удельный вес приобретают затраты па связи. Кроме того, программирование связей для настройки системы является достаточно сложной задачей. Вместе с тем не вызывает сомнения, что однородные вычислительные системы представляют значительный интерес и, по-видимому, будут активно развиваться.

Дата добавления: 2015-04-25