Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Цуканов Б.И. "Время в психике человека" (Медицина)

Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Яблоков Н.П. "Криминалистика" (Юриспруденция)
Реклама

Архитектура компьютера - Таненбаун Э.

Таненбаун Э. Архитектура компьютера — Спб.: Питер, 2007. — 844 c.
ISBN 5-469-01274-3
Скачать (прямая ссылка): arhkomputera2007.DjVu
Предыдущая << 1 .. 317 318 319 320 321 322 < 323 > 324 325 326 327 328 329 .. 422 >> Следующая

построено множество видов параллельных компьютерных систем, поэтому
хотелось бы их как-либо классифицировать. Это с разными результатами
пытались делать многие исследователи [68, 207], но, к сожалению, хорошей
классификации до сих пор нет. Чаще всего используют классификация Флинна
[68], но даже она является достаточно грубой (табл. 8.3).
640
Глава 8. Параллельные компьютерные архитектуры
Таблица 8.3. Классификация параллельных компьютерных систем по Флинну
Потоки команд Потоки данных Категория Примеры
1 1 SISD Классическая машина фон-Неймана
1 Много SIMD Векторный суперкомпьютер, матричный процессор
Много 1 MISD Не существует
Много Много MIMD Мультипроцессор, мультикомпьютер
В основе классификации лежат понятия потоков команд и потоков данных.
Поток команд соответствует счетчику команд. Система с п процессорами
имеет п счетчиков команд и, следовательно, п потоков команд. Поток данных
состоит из набора операндов.
Потоки команд и данных в какой-то степени независимы, поэтому существует
4 комбинации таких потоков (см. табл. 8.3). SISD (Single Instruction
stream Single Data stream - один поток команд с одним потоком данных) -
это классическая последовательная компьютерная архитектура фон Неймана.
Компьютер фон Неймана имеет один поток команд и один поток данных и в
каждый момент времени может выполнять только одно действие. У машины,
относящихся к категории SIMD (Single Instruction-stream Multiple Data-
stream - один поток команд с несколькими потоками данных), имеется один
блок управления, выдающий по одной команде, но при этом есть несколько
АЛУ, которые могут обрабатывать несколько наборов данных одновременно.
Прототип SIMD-машин - процессор ILLIAC IV (см. рис. 2.6). Хотя SIMD-
машины не относятся к числу широко распространенных, в некоторых обычных
компьютерах для обработки мультимедийных данных используются SIMD-
команды. SSE-команды в процессорах Pentium относятся к категории SIMD-
команд. В любом случае существует одна область, где идеи, почерпнутые из
"мира SIMD", выходят на первый план, - это потоковые процессоры.
Потоковые процессоры специально разработаны для обработки мультимедийных
данных и в будущем они могут играть важную роль [107]
MISD (Multiple Instruction-stream Single Data-stream - несколько потоков
команд с одним потоком данных) - довольно странная категория. Здесь
несколько команд оперируют одним набором данных. Трудно сказать,
существуют ли такие машины, хотя некоторые относят к категории MISD
машины с конвейерами.
Последняя категория - MIMD (Multiple Instruction-stream Multiple Data-
stream - несколько потоков команд с несколькими потоками данных). Здесь
несколько независимых процессоров работают как часть большой системы. В
эту категорию попадают большинство параллельных процессоров. И
мультипроцессоры, и мультикомпьютеры - это MIMD-машины.
Мы расширили классификацию Флинна (рис. 8.18). SIMD-машины у нас
распались на две подгруппы. В первую подгруппу попадают многочисленные
суперкомпьютеры и другие машины, которые оперируют векторами, выполняя
одну и ту же операцию над каждым элементом вектора. Во вторую подгруппу
попадают машины типа ILLIAC IV, в которых главный блок управления
посылает команды нескольким независимым АЛУ.
Мультипроцессоры 641
Общая память Обмен сообщениями
Рис. 8.18. Классификация компьютеров параллельного действия
В нашей классификации категория MIMD распалась на мультипроцессоры
(машины с общей памятью) и мультикомпьютеры (машины с обменом
сообщениями). Существует три типа мультипроцессоров. Они отличаются друг
от друга механизмом доступа к общей памяти и называются UMA (Uniform
Memory Access - однородный доступ к памяти), NUMA (NonUniform Memory
Access - неоднородный доступ к памяти) и СОМА (Cache Only Memory Access -
доступ только к кэш-памяти). Такое разбиение на подкатегории имеет смысл,
поскольку в больших мультипроцессорах память обычно делится на несколько
модулей. В UMA-машинах каждый процессор имеет одно и то же время доступа
к любому модулю памяти. Иными словами, каждое слово может быть считано из
памяти с той же скоростью, что и любое другое слово. Если это технически
невозможно, самые быстрые обращения замедляются, чтобы соответствовать
самым медленным, поэтому программист не заметит никакой разницы. Это и
значит "однородный" доступ. Такая однородность делает производительность
предсказуемой, а этот фактор очень важен для создания эффективных
программ.
NUMA-машина, напротив, не обладает свойством однородности. Обычно у
каждого процессора есть один из модулей памяти, который располагается к
нему ближе, чем другие, поэтому доступ к этому модулю памяти происходит
гораздо быстрее, чем к другим. В этом случае с точки зрения
производительности очень важно, где окажутся программа и данные. Доступ к
СОМА-машинам тоже оказывается неоднородным, но по другой причине.
Подробнее каждый из вариантов мы рассмотрим позднее, когда будем изучать
Предыдущая << 1 .. 317 318 319 320 321 322 < 323 > 324 325 326 327 328 329 .. 422 >> Следующая