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

Klasterli hisoblash tizimlari



Prosessorlarning klasterli tizimida ishlash tamoillari. Klasterli tizimlarning arxitekturasi (prosessorlarning birg’biri bilan bog’lanish usuli) juda ko’p xollarda unda ishlatilayotgan prosessorlarning turini emas balki, uning samaradorligini aniqlaydi. Bunday tizimning samaradorligining xajmiga ta’sir etadigan kritik parametr bu prosessorlarning orasidagi masofadir. Shu usulda 10 ta shaxsiy kompyuterni birgalikda ulash natijasida bizlar yuqori samarali xisoblash tizimiga ega bo’lamiz. Shuday qilib muammo standart muxitlarni bir-biri bilan bog’lashning samarali usulini topishda, chunki har bir prosessorning samaradorligini 10 barovar oshirganda ham, tizimning samaradorligi yaxlit 10 barovar oshmaydi. Misol sifatida hamma prosessorlar teng huquqli bo’lgan, 16-prosessorli simmetrik tizimni qurish masalasini qaraymiz. Eng tabiiysi panjara ko’rinishida tasavur qilish bo’lib, oxirgi chiqishlari tashqi qurilmalarni ulashda ishlatiladi.

8.2.6- Rasm. Prosessorlarning panjara ko’rinishida bog’lashning sxemasi.
Bunday bog’lanishda prosessorlar orasidagi maksimal masofa (eng uzoqdagi prosessorni eng yaqindagi prosessordan ajratib turadigan, prosessorlar orasidagi bog’lanishlar soni ) 6 ga teng bo’ladi.
Nazariya shuni ko’rsatadiki, agar tizimda prosessorlar orasidagi maksimal bog’lanish 4 dan katta bo’lsa bunday tizm samarali ishlay olmaydi. Shuning uchun 16 ta prosessorni bir-biri bilan bog’lash uchun tekis panjara usuli maqsadga muvofiq emas. Yanada qulayroq konfigurasiyani olish uchun minimal yuza maydonida maksimal xajmga ega bo’lgan, figurani topish masalasini yechish kerak. 3 o’lchovli fazoda shar bunday xarakterga ega. Bizlarga chiqish kanalli tizimni qurish kerakligi sababli, shar o’rniga (agar prosessorlar soni 8 ta bo’lsa) kubdan yoki prosessorlar soni 8 tadan ortiq bo’lsa giperkubdan foydalanishga to’g’ri keladi.

8.2.7- rasm. 3-x o’lchovli giperkub aloqa topologiyasi
Giper kubning o’lchami ulanishi kerak bo’lgan prosessorlar soniga qarab aniqlanadi. Shunday qilib 16 ta prosessorni ulash uchun 4-x o’lchovli giperkub kerak bo’ladi. Uni qurish uchun oddiy 3-x o’lchovli giperkubni olib, uni kerakli tomonga siljitib cho’qqini ulash orqali 4-o’lchovli giperkubga ega bo’lamiz.

8.2.8-rasm. 4-x o’lchovli giperkub aloqa topologiyasi.
Giperkub arxitekturasi effektivligi bilan ikkinchi, lekin eng ko’zga ko’ringani. Yana boshqa uch o’lchovli tor, “aylana”, “yuzduz” va boshqalar kabi aloqa tarmog’i topologiyalari ishlatiladi.

8.2.9-rasm. Xordalar bo’yicha to’liq aloqali aylana arxitekturasi (Chordal Ring).
Hammadan ko’ra “Semiz daraxt” (fat-tree) topologiyali arxitekturadir. "Fat-tree" (hypertree) arxitekturasi Leyzerson (Charles E. Leiserson) tomonidan 1985 yilda taklif etilgan edi. Daraxt barglarida joylashgan prosessorlar shu vaktning o’zida daraxtning ichki bo’g’inlarida ichki tarmoqda birlashgan. Daraxtostilar undan yuqoriroq darajadagi tarmoqlarga ta’sir kursatmay bir-biri bilan aloqa qilaoladi.

8.2.10-rasm. "Fat-tree" Klasterli arxitekturasi.