8. 2-mavzu: Simmetrik ko’p protsessorli kompyuter tizimlari. Klasterli ishlov berish tizimlari. Neyrokompyuterlar

Kamchiliklari:

• 
  Umumiy xotiraning mavjud emasligi prosessorlar o’rtasida ma’lumotlar almashish tezligini sezilarli darajada pasaytiradi. Prosessorlar o’rtasida xabarlar almashishni amalga oshirish uchun maxsus dasturlash texnikasi talab etiladi.;
  
• 
  Har bir prosessor 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 prosessorlari asosida qurilgan bo’lib unumdorligi 1200 Mflops/s (CRAY T3E-1200) tashkil etadi. Undagi prosessorlar sonini 2048 tagacha oshirish mumkin.
MPP-tizmlar bilan ishlaganda ma’lumotlarni(xabarlarni) uzatishga asoslangan dasturlash paradigmasidan (Massive Passing Programming Paradigm –MPI, PVM, BSPlib) foydalaniladi.

III. NUMA gibrid arxitektura. Gibrid arxitekturaning asosiy afzalligi xotiraga bir jinsli bo’lmagan murojaat (NUMA - nonuniform memory access).

Gibrid arxitektura SMP va MPP arixitekturalarning afzalliklarini o’zida mujassamlashtirgan. 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 prosessor 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 prosessoriga murojaat nisbatan sekin amalga oshiriladi.

8.2.5-rasm.Gibrid arxitekturaning strukturaviy sxemasi.
Birinchi marta gibrid 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.

IV. Vektor prosessorli parallel arxitektura (PVP - Parallel Vector Process). PVP-tizmilarning asosiy belgisi maxsus vektor-koveyer prosessorlarning mavjudligidir. Bu prosessorlarda mustaqil ma’lumotlar vektorini qayta ishlaydigan buyruqlar ko’zda tutilgan bo’lib ular konveyer funksional qurilmalarda samarali bajariladi. Bir nechta bunday prosessorlar (1-16) bir vaqtning o’zida umumiy xotira(SMP ga o’xshash) bilan ishlaydi. Bir qancha tugunlar kommutator yordamida birlashtirilishi mumkin(MPP ga o’xshash). PVP-arxitekturali tizimlar umumiy maqsadlarga mo’ljallangan mashinalar hisoblanadi (general purpose systems). Lekin vektor prosessorlar juda qimmat bo’lganligi sababli bu mashinalar ommabop bo’la olmaydi.

PVP-tizimlarda dasturlash paradigmasi sikllarni vektorlashtirish va ularni parallellashtirishni ko’zda tutadi.
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‘ymayda. 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.