Pringle

C.mpp

Кластерные системы

Архитектура	Набор рабочих станций (или даже ПК) общего назначения, используется в качестве дешевого варианта массивно-параллельного компьютера. Для связи узлов используется одна из стандартных сетевых технологий (Fast/Gigabit Ethernet, Myrinet) на базе шинной архитектуры или коммутатора. При объединении в кластер компьютеров разной мощности или разной архитектуры, говорят о гетерогенных (неоднородных) кластерах. Узлы кластера могут одновременно использоваться в качестве пользовательских рабочих станций. В случае, когда это не нужно, узлы могут быть существенно облегчены и/или установлены в стойку.
Примеры	NT-кластер в NCSA, Beowulf-кластеры.
Операционная система	Используются стандартные для рабочих станций ОС, чаще всего, свободно распространяемые - Linux/FreeBSD, вместе со специальными средствами поддержки параллельного программирования и распределения нагрузки.
Модель программирования	Программирование, как правило, в рамках модели передачи сообщений (чаще всего - MPI). Дешевизна подобных систем оборачивается большими накладными расходами на взаимодействие параллельных процессов между собой, что сильно сужает потенциальный класс решаемых задач.

Рассмотрим устаревшие и проектируемые архитектуры.

Denelcor HEP (Heterogeneous Element Processor)

Данный компьютер считается первой коммерчески доступной вычислительной системой с множественным потоком команд. В своей полной конфигурации Denelcor HEP содержит 16 процессорных модулей (Process Execution Module - PEM), через многокаскадный переключатель связанных со 128 модулями памяти данных (Data Memory Module - DMM). Все процессорные модули могут работать независимо друг от друга со своими потоками команд. В свою очередь каждый процессорный модуль может поддерживать до 50 потоков команд пользователей. На уровне процессорного модуля множественность потоков команд обеспечивается одним восьмиуровневым конвейерным устройством для обработки команд. На каждой ступени конвейера должны находиться команды из разных потоков. Следовательно, скорость вычислений увеличивается с увеличением количества потоков команд, пока конвейер не будет заполнен. После заполнения конвейера эта величина остается постоянной.

Содержит до 16 машин типа DEC PDP-11, связанных с 16 модулями памяти через перекрестный переключатель размерности 16x16.

PASM (Partitioned SIMD/MIMD computer)

Содержит до N=2ⁿ процессорных элементов, каждый из которых содержит свое устройство обработки данных и модуль памяти из двух блоков. Все процессорные элементы между собой связываются через многокаскадный переключатель. Отличительной особенностью этой архитектуры является возможность динамически менять свою конфигурацию в зависимости от прикладных задач. Система может быть сконфигурирована либо как SIMD, либо как MIMD компьютер. Кроме локальной памяти, каждый процессорный элемент имеет доступ к общей памяти.

Это вычислительная система типа MIMD с распределенной памятью, состоящая из 64 процессорных элементов (ПЭ). Каждый ПЭ содержит 8-разряд\-ный микропроцессор Intel 8031 с 32--разрядным сопроцессором Intel 8231 и локальную память объемом 2 Кбайта. В качестве контроллера используется 16-разрядный микропроцессор Intel 8086. Связь процессорных элементов осуществляется через общую шину.

Дата добавления: 2015-05-09