Apparat darajasida parallelikni

APPARAT DARAJASIDA PARALLELIKNI 

TA’MINLASH USULLARI. 

UMUMIY TUSHUNCHALAR

 Protsessor yadrolari arxitekturasi keng ma'noda ko'plab elementlardan tashkil

topgan murakkab tizimga ishora qiladi.

 Rivojlanish jarayonida yarimo'tkazgichli tuzilmalar (mikrosxemalar) rivojlanib

boradi, shuning uchun protsessorlarni qurish printsiplari, ularning tarkibiga

kiradigan elementlar soni, ularning o'zaro ta'sirini tashkil etish usuli doimo

o'zgarib turadi. Shunday qilib, bir xil asosiy dizayn tamoyillariga ega protsessorlar

odatda bir xil arxitektura protsessorlari deb ataladi. Va bunday printsiplarning o'zi

protsessor arxitekturasi (yoki mikroarxitektura) deb nomlanadi.

 Mikroprotsessor (yoki protsessor) kompyuterning asosiy qismidir. U axborotni

qayta ishlaydi, dasturlarni bajaradi va tizimdagi boshqa qurilmalarni boshqaradi.

Dasturlarning qanchalik tez bajarilishi protsessor kuchiga bog'liq.

YADRO

 Yadro har qanday mikroprotsessorning asosidir. U kremniy chipida

joylashgan millionlab tranzistorlardan iborat. Mikroprotsessor umumiy

maqsadli registrlar (UMR) deb nomlangan maxsus yacheykalarga

bo'linadi. Hammasi bo'lib protsessorning ishi buyruqlar va ma'lumotlarni

xotiradan ma'lum ketma-ketlikda olish va ularni bajarishdan iborat.

Bundan

tashqari,

kompyuterning

ishlashini

yaxshilash

uchun

mikroprotsessor ichki kesh xotirasi bilan jihozlangan. Kesh xotirasi - bufer

sifatida ishlatiladigan protsessorning ichki xotirasi (operativ xotira bilan

aloqada uzilishlardan himoya qilish uchun).

 Hisoblash texnologiyasining rivojlanish sur'atini osongina kuzatish

mumkin: soniyada bir necha ming operatsiyani bajaradigan ENIAC

(umumiy maqsadlar uchun birinchi elektron raqamli kompyuter) dan

Tianhe-2 superkompyuteriga (sekundiga 1000 trillion suzuvchi nuqta

operatsiyalari). Bu shuni anglatadiki, hisoblash tezligi 60 yil ichida trillion

marta oshgan. Yuqori samarali hisoblash tizimlarini yaratish eng qiyin ilmiy

va texnik muammolardan biridir. Hisoblash texnikasining tezligi atigi bir

necha million marta ko'paygan bo'lsa, hisoblashning umumiy tezligi

trillionlab marta oshdi. Ushbu ta'sir hisoblashning barcha bosqichlarida

parallellikdan foydalanish orqali erishiladi. Parallel hisoblash xotirani

oqilona taqsimlashni, ma'lumotlarni uzatishning ishonchli usullarini va

hisoblash jarayonlarini muvofiqlashtirishni izlashni talab qiladi.

SIMMETRIK MULTIPROTSESSING

 Simmetrik Multiprotsessing (qisqartirilgan SMP) yoki nosimmetrik multiprocessing

bu ko'p protsessorli tizimlarning maxsus arxitekturasi bo'lib, unda bir nechta

protsessorlar umumiy xotiraga kirish imkoniyatiga ega. Bu yaqinda keng

qo'llaniladigan juda keng tarqalgan arxitektura.

 SMP dan foydalanganda bir nechta protsessorlar kompyuterda birdan ishlaydi,

ularning har biri o'z vazifasi bilan ishlaydi. Yuqori sifatli operatsion tizimga ega

bo'lgan SMP tizimi protsessorlar o'rtasida vazifalarni oqilona taqsimlaydi va ularning

har biriga bir xil yukni beradi. Biroq, xotiraga kirish bilan bog'liq muammo mavjud,

chunki hatto bitta protsessorli tizimlar ham buni amalga oshirish uchun ancha vaqt

talab etadi. Shunday qilib, SMP-da RAMga kirish ketma-ket sodir bo'ladi: birinchi

navbatda bitta protsessor, keyin ikkinchi.



Ko'p protsessorli tizimlarning turlarga bo'linishi

xotiradan foydalanish printsipiga ko'ra bo'linishga

asoslangan. Ushbu yondashuv quyidagi muhim

turlarni ajratib ko'rsatishga imkon berdi:



ko'p protsessorli tizimlar - ko'p protsessorlar

(umumiy

umumiy

xotiraga

ega

bo'lgan

ko'p

protsessorli tizimlar) va multikompyuterlar (alohida

xotiraga

ega

tizimlar).

Parallel

hisoblashda

ishlatiladigan umumiy ma'lumotlar sinxronlashni

talab qiladi. Ma'lumotlarni sinxronlashtirish vazifasi

eng muhim muammolardan biri bo'lib, uni ko'p

protsessorli va ko'p yadroli va shunga mos ravishda

kerakli dasturiy ta'minotni ishlab chiqishda hal qilish

muhandislar va dasturchilar uchun ustuvor vazifadir.

Ma'lumotlarni almashish xotirani jismoniy ajratish

orqali amalga oshirilishi mumkin. Ushbu yondashuv

bir xil bo'lmagan xotiraga kirish (NUMA) deb

nomlanadi.

MULTITHREADING TEXNOLOGIYASI

 Multithreading texnologiyasi - bu ko'p yadroli dasturiy ta'minot. Keyingi ish

samaradorligi, har doimgidek, protsessor apparatida o'zgarishlarni talab qiladi.

Tizimlar va arxitekturalarning murakkabligi har doim ham samarali emas. Qarama-

qarshi fikr mavjud: "har qanday topqirlik oddiy!". Haqiqatan ham, protsessorning ish

faoliyatini oshirish uchun uning chastotasini oshirish, mantiqiy va apparat qismlarini

murakkablashtirish

umuman

zarur

emas,

chunki

mavjud

texnologiyani

ratsionalizatsiya qilish va takomillashtirish kifoya. Ushbu usul juda foydalidir -

protsessorning issiqlik tarqalishini oshirish, mikrosxemalar ishlab chiqarish uchun

yangi qimmatbaho uskunalarni yaratish masalasini hal qilishning hojati yo'q. Ushbu

yondashuv ko'p yadroli texnologiya - bitta kristallga bir nechta hisoblash yadrolarini

amalga oshirish doirasida amalga oshirildi. Agar biz dastlabki protsessorni olsak va

ishlashni

yaxshilashning

bir

necha

usullarini

amalga

oshirishda

ishlash

samaradorligini taqqoslasak, ko'p yadroli texnologiyadan foydalanish eng yaxshi

variant ekanligi aniq.