Суперкомпьютеры. Немного истории презентация

Немного истории
Джордж Мишель и Сидней Фернбач
IBM

Сеймур Крей

Что еще могли считать суперкомпьютером
Вес >1 тонна
Начинка

Суперкомпьютер
Компьютер с высокой вычислительной мощностью для интенсивных вычислений

Параллельные ЭВМ
Скорость работы все выше, а людям не хватает
Скорость света и квантмех.

LVL 1
Конвейеризация и суперскалярная архитектура с несколькими функциональными блоками
Удлинение слов
Доп. Функции для парралелизма
На микросхему установить несколько процессоров

LVL 2
Введение в систему ЦП с улучшенными возможностями

LVL 3
Мультипроцессорные системы
Кластерные компьютеры
Организации

Внутрипроцессорный парралелизм
Суперскалярные процессоры
Ограничения – аппаратура и ситуация в программе

VLIW
Очень длинные слова с командами к нескольким блокам
Куча простоев.

Мультипроцессоры
Все процессоры используют общую память
Все процессоры используют единое адресное пространство , одну копию ОС, одну карту страниц памяти и одну таблицу процессов.
SMP

Мультипроцессоры

Мультикомпьютеры
Каждый процессор имеет свою личную память, а связь через коммуникационную сеть.
IBM BlueGene, кластер Google
Нужна своя программная структутра т.к. нет общего виртуального пространства

Зачем нужны мультикомпьютеры?

Классификация Флинна компьютерных систем
SISD - Single Instruction Single data stream

Ее можно чуть расширить

Другие Классификации
Классификация Хокни:
MIMD : Переключаемые , конвейерные , сети

Другие Классификации
Классификация Фенга
РЗ*КС

Другие классфикации
Классификация Скилликорна
Instruction Processor
Data Processor
Instruction Memory, Data memory
Переключатели вида 1-1, n-n n*n

Классификация Скилликорна
Количество процессоров команд IP
Число ЗУ команд IM
Тип переключателя между IP и IM
Количество процессоров данных DP
Число ЗУ данных DM
Тип переключателя между DP и DM
Тип переключателя между IP и DP
Тип переключателя между DP и DP

Семантика памяти

Семантика
Строгая состоятельность. По Х возвращается значение самой последней записи в Х

Секвенциальная состоятельность
Чтение и запись порядок обработки запросов определяются аппаратно, но при этом все процессоры воспринимают один и тот же порядок.

Строгая состоятельность
Процессорная состоятельность:
Все процессоры видят операции записи любого процессора в том порядке, в котором эти операции выполняются.
Все процессоры видят все операции записи в любое слово памяти в одном и том же порядке.

Строгая состоятельность
Процессорная состоятельность:
Слабая состоятельность: не гарантируется, что записи одного процессора будут восприниматься другими в том же порядке.
Нужна синхронизация, которая будет секвенциально состоятельна.

Строгая состоятельность
Процессорная состоятельность
Слабая состоятельность
Свободная состоятельность

Мультипроцессоры UMA

NUMA-микропроцессоры
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