2-mavzu: zamonaviy kompyuterlarda xotira ierarxiyasi. Reja

3. SMP–arxitekturaning asosiy afzalliklari 
SMP (SMP- symmetric multiprocessing) arxitekturaning asosiy afzalligi 
barcha protsessorlarga taqsimlanadigan umuiy fizik xotiraning mavjudligidir.

---

SMP-arxitekturaning sxematik ko‘rinishi 
Xotira protsessorlar o‘rtasida xabarlarni uzatish uchun xizmat qiladi, bunda 
barcha hisoblash qurilmalari xotiraga murojant qilishda teng huquqlarga ega 
bo‘lib barcha xotira yacheykalari uchun bir xil adresatsiyaga ega. Shuning uchun 
SMP-arxitektura simmterik deyiladi. SMP tizimlar yuqori tezlikka ega bo‘lgan 
tizim shinalari(SGI PowerPath, Sun Gigaplane, DEC TurboLaser) asosida 
quriladi. SHina slotlariga protsessorlar(MP), kiritish/chiqarish tizimi (I/O) va 
boshqa funksional bloklar ulanadi. Kiritish/chiqarish modullariga ulash uchun 
nisbatan past tezlikka ega bo‘lgan shinalardan(PCI, VME64) foydalaniladi. Eng 
mashxur SMP-tizimlar Intel protsessorlari asosida qurilgan SMP-serverlar va 
ishchi stansiyalar hisoblanadi (IBM, HP, Compaq, Dell, ALR, Unisys, DG, 
Fujitsu va b.) 
Butun tizim yagona OT boshqaruvida ishlaydi (odatda UNIX ga o‘xshash 
OT, ammo Intel-platformalar uchun Windows NT OT). OT avtomatik tarzda 
(ishlash jarayonida) jarayonlarni protsessorlarga taqsimlaydi. 
SMP-tizimlarning asosiy afzalliklari: 
• 
Dasturlashning oddiyligi va universalligi. SMP arxitekturasi dasturlash 
modeliga chegara qo‘ymaydi. Umumiy xotiraning qo‘llanilishi 
ma’lumotlar almashish tezligini oshiradi va foydalanuvchi barcha xotira 
hajmiga murojaat qilishi mumkin. 
• 
SMP-tizmlar havo orqali sovutish tizimiga asoslangan konditsionerlash 
tizimiga ega bo‘lib texnik xizmat ko‘rsatishni osonlashtiradi.;
• 
Nisbatan yuqori bo‘lmagan narxlar. 

---

Kamchiliklari:
• 
Umumiy xotiraga ega tizimlarni masshtablashtirishning murakkabligi. 
Real tizimlarda 32 tagacha protsessorlar ishlashi mumkin. SMP ga 
asoslangan masshtablanuvchi tizimlarni qurish uchun esa klaster arxitekturasi 
yoki NUMA-arxitekturalardan foydalaniladi. SMP-tizimlar bilan ishlaganda 
taqsimlangan xotirali dasturlash paradigmasidan (shared memory paradigm) 
foydalaniladi. 
Bu arxitekturaning asosiy afzalligi shuki xotira fizik jixatdan taqsimlangan. 
Bu xolda tizim alohida modullar asosida quriladi. Har bir modul protsessor, lokal 
operativ xotira, kommunikatsion protsessorlar yoki tarmoq adapterlari, ba’zi 
hollarda qattiq disklar va/yoki boshqa kiritish/chiqarish qurilmalaridan tashkil 
topgan bo‘ladi. Moxiyatiga ko‘ra bunday modullar to‘la funksiyali kompyuterlar 
hisoblanadi. Har bir moduldagi protsessorlar shu moduldagi OX bankiga 
murojaat qilish imkoniyatiga ega. Modullar bir biri bilan maxsus 
kommunikatsion kanallar orqali bog’‘lanadi. Foydalanuvchi o‘zi bog’‘langan 
protsessorning mantiqiy raqamini aniqlashi va boshqa protsessorlar bilan xabarlar 
almashishni tashkil qilishi mumkin. MPP-arxitekturali mashanalarda ikki xil 
ko‘rinishdagi operatsion tizim qo‘llanilishi mumkin. Birinchi holda 
polnofunksionalniy OT faqat boshqaruvchi mashinada (Front-end) ishlaydi, har 
bir modulda esa OT ning qisqartirilgan varianti ishlaydi va unda joylashgan 
parallel ilovalarning ishlashini ta’minlaydi. Ikkinchi holda esa har bir modulda 
alohida o‘rnatiladigan UNIX OTga o‘xshash OT ishlaydi.
Bu turdagi mashinalar bir qator afzalliklarga ega: agar yuqori unumdorlik 
talab etilsa u holda qo‘shimcha protsessorlar qo‘shish mumkin; agar moliyaviy 
tomondan cheklanishlar mavjud bo‘lsa yoki kerakli hisoblash quvvati oldindan 
ma’lum bo‘lsa u holda optimal konfiguratsiyani tanlash juda oson . 
Har bir protsessor o‘zining lokal xotirasiga murojaat qilish imkoniga ega. 
Agar dastur uchun boshqa protsessor xotirasida joylashgan o‘zgaruvchining 
qiymati kerak bo‘lsa u xolda xabarlarni uzatish mexanizmi ishga tushadi. Bu 

---

yondoshuv minglab protsessorlardan iborat hisoblash tizimlarini yaratish 
imkonini beradi 
Xozirgi paytda yuqori unumdorlikka ega deyarli barcha zamonaviy 
superkompyuterlar aynan MPP-arxitekturasi asosida qurilgan. Bo’larga ASCI 
Red, ASCI Blue Pacific, MVS-1000, IBM RS/6000 SP, SGI/CRAY T3E, Hitachi 
SR8000, Parsytec tizimlari kiradi.
Kamchiliklari:
• 
Umumiy xotiraning mavjud emasligi protsessorlar o‘rtasida ma’lumotlar 
almashish tezligini sezilarli darajada pasaytiradi. Protsessorlar o‘rtasida 
xabarlar almashishni amalga oshirish uchun maxsus dasturlash texnikasi 
talab etiladi.;
• 
Har bir protsessor chekli hajmdagi lokal xotira bankidan foydalanish 
imkoniyatiga ega;
• 
Massiv parallel tizimlar uchun dasturiy ta’minot narxining yuqoriligi
SGI firmasining oxirgi mashinasi CRAY T3E Dec Alpha 21164
protsessorlari asosida qurilgan bo‘lib unumdorligi 1200 Mflops/s (CRAY T3E-
1200) tashkil etadi. Undagi protsessorlar sonini 2048 tagacha oshirish mumkin. 
MPP-tizmlar bilan ishlaganda ma’lumotlarni(xabarlarni) uzatishga 
asoslangan dasturlash paradigmasidan (Massive Passing Programming Paradigm 
–MPI, PVM, BSPlib) foydalaniladi. 
Bu arxitekturaning moxiyati shuki xotira fizik jixatdan tizim qismlari 
o‘rtisida taqsimlangan bo‘lib mantiqiy jixatdan umumiy hisoblanadi. Shuning 
uchun foydalanuvchi yagona adreslar fazosiga ega bo‘ladi. Tizim bir jinsli 
bazaviy modullar (platalar) asosida qurilgan. Har bir modul bir nechta protsessor 
va xotira blokidan tashkil topgan. Modullar yuqori tezlikka ega bo‘lgan 
kommutator orqali bog’‘langan. Boshqa modullarning xotirasiga murojaat 
qurilmaviy jixatdan tashkil qilingan. Bu holda lokal xotiraga murojaat uzoqdagi 
xotiraga nisbatan bir necha barobat tez amalga oshiriladi. Moxiyatiga ko‘ra 

---

NUMA arxitekturasi MPP arxitekturasi hisoblanib alohida hisoblash elementlari 
sifatida SMP tugunlardan foydalaniladi.
Bitta SMP tugun ichida ma’lumotlar almashish va xotiraga murojaat 
tugunning lokal xotirasi orqali juda tez amalga oshiriladi. Boshqa SMP tugun 
protsessoriga murojaat nisbatan sekin amalga oshiriladi. 
Birinchi marta SMP arxitektura g‘oyasini Stiv Vollox taklif etgan. HP 
firmasi bu g‘oyani sotib olgan va o‘zining SPP seriyali superkompyuterlarida 
qo‘llagan. Seymur Krey (Seymour R.Cray) bu g‘oyaga yangi element – kogerent 
keshni qo‘shib cc-NUMA arxitekturasini yaratgan (Cache Coherent Non-
Uniform Memory Access – keshlar kogerentligi ta’minlangan xotiraga bir jinsli 
bo‘lmagan murojaat). Origin tizimlari shunday arxitektura asosida qurilgan.