Пример симметричной мультипроцессорной ЭВМ HP 9000

End

End

Begin

End

Begin

Begin

semaphore S;

S:=1;

process 1:

L 1: P (S);

Критический участок 1;

V (S);

Остаток цикла, go to L 1

process 2:

L 2: P (S);

Критический участок 2;

V (S);

Остаток цикла, go to L 2

Таким образом, семафор S обеспечивает неделимость процессов L i и, значит, их последовательное выполнение. Это и есть решение задачи взаимного исключения для процессов L i.

Определение требуемого быстродействия памяти по частоте процессора. Для соблюдения баланса вычислений в одном ядре необходимо, чтобы в

этом цикле время вычислений в процессоре равнялось времени обращения к

памяти. Это минимальное условие обозначает следующее:

N*Tпр = M*Tпм

где N – число операций процессора, M – число обращений к памяти, Tпр и Tпм соответственно - время работы процессора и памяти. Следовательно, для нашего примера требуемая частота памяти должна равняться:

Пусть для примера Fпр = 1 ГГц, M = 2, N = 6 (как в программе выше), и из памяти выбираются 64-разрядные числа, тогда Fпм = 0.33*1ГГц = 330 МГц,

а требуемая пропускная способность памяти q равняется

q = 8*Fпм = 8*330 = 2.84 Гбайт/c

Следует проводить различие между:

• Системой ОКМД.

• Системой с общей памятью.

• Системой SMP.

Для программирования систем с общей памятью используется высокоуровневый язык OpenMP, который позволяет в явном виде указывать наличие в программа мест, которые можно распараллеливать. Само же распараллеливание производится в процессе трансляции на основе создания потоков, реализующих само распараллеливания.

• Архитектура. Система состоит из нескольких однородных процессоров и массива общей памяти (обычно из нескольких независимых блоков). Все

процессоры имеют доступ к любой точке памяти с одинаковой скоростью.

Процессоры подключены к памяти либо с помощью общей шины (базовые

2-4 процессорные SMP-сервера), либо с помощью crossbar-коммутатора

(HP 9000). Аппаратно поддерживается когерентность кэшей.

• Примеры. HP 9000 V-class, N-class; SMP-cервера и рабочие станции на

базе процессоров Intel (IBM, HP, Compaq, Dell, ALR, Unisys, DG, Fujitsu и

др.).

• Масштабируемость Наличие общей памяти сильно упрощает взаимо-

действие процессоров между собой, однако накладывает сильные ограни-

чения на их число - не более 32 в реальных системах. Для построения

масштабируемых систем на базе SMP используются кластерные или

NUMA-архитектуры.

• Операционная система. Вся система работает под управлением единой

ОС (обычно UNIX-подобной, но для Intel-платформ поддерживается

Windows NT). ОС автоматически (в процессе работы) распределяет про-

цессы/нити по процессорам (scheduling), но иногда возможна и явная при-

вязка.

• Модель программирования. Программирование в модели общей памя

ти. (POSIX threads, OpenMP). Для SMP-систем существуют сравнительно эффективные средства автоматического распараллеливания.

Дата добавления: 2014-01-04