Parallel xisoblash tizimlari. Zamonaviy super kompyuterlar va ularning turlari. Mega kompyuterlar va ularning turlari

Kompyuter tasnifi
Kompyuterlar dunyosi xilma-xil bo'lib, miniatyurali o'rnatilgan kompyuterlardan tortib alohida binolarni egallagan ko'p tonnali superkompyuterlargacha. Ularni turli yo'llar bilan tasniflash mumkin. Birinchi va eng oddiy tasniflardan birini ko'rib chiqing - Flinning tasnifi, kompyuterda ma'lumotlarni qayta ishlash qanday ishlashiga asoslangan. Ushbu tasnifga ko'ra, barcha kompyuterlarni (hisoblash tizimlarini) to'rtta sinfga bo'lish mumkin - arxitekturaga ega kompyuterlar:

• 
  SISD (Single Instruction stream - Single Data Stream) - bitta buyruq oqimi - yagona ma'lumotlar oqimi. Bu sinfga fon Neyman arxitekturasiga ega oddiy "ketma-ket" kompyuterlar kiradi, bunda dastur ko'rsatmalari ketma-ket bajarilib, keyingi ma'lumotlar elementini qayta ishlaydi.
  
• 
  SIMD (Single Instruction stream - Multiple Data stream) - bitta buyruq oqimi - bir nechta ma'lumotlar oqimi. Bu turga vektor va matritsali protsessorli kompyuterlar kiradi.
  
• 
  MISD (Multiple Instruction stream - Single Data stream) - bir nechta buyruqlar oqimi - yagona ma'lumotlar oqimi. Bu turga ma'lumotlarni qayta ishlashning konveyer tipidagi kompyuterlar kiradi. Biroq, ko'pchilik bunday kompyuterlarni birinchi turga kiritish kerak deb hisoblaydi va MISD sinfidagi kompyuterlar hali yaratilmagan.
  
• 
  MIMD (Multiple Instruction stream - Multiple Data stream) - bir nechta buyruq oqimi - bir nechta ma'lumotlar oqimi. MIMD klassi juda keng va hozirda juda xilma-xil arxitekturadagi ko'plab kompyuterlarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun MIMD sinfiga kiruvchi kompyuterlarni aniqroq tasniflash uchun boshqa tasniflar taklif etiladi.
  

Biz MIMD sinfidagi kompyuterlarning batafsil tasnifini ko'rib chiqmaymiz. Keling, kompyuterlarni uchta sinfga bo'lishning boshqa usuliga to'xtalib o'tamiz:

• 
  Ko'p protsessorli hisoblash tizimlari umumiy xotirada ishlaydigan bir nechta protsessorli kompyuterlardir. Ushbu sinf bugungi kunda bozorda sotiladigan ko'p yadroli kompyuterlarni o'z ichiga oladi.
  
• 
  Ko'p kompyuterli hisoblash majmualari yuqori tezlikdagi aloqa liniyalari orqali ulangan ko'plab kompyuterlarni ifodalaydi. Har bir kompyuter o'z xotirasiga ega va ma'lumotlarni uzatish uchun tizimdagi boshqa kompyuterlar bilan xabar almashadi. Bu sinfga klasterlar kiradi. Klaster deganda server rolini o'ynaydigan ba'zi maxsus kompyuterlar bilan bir butun sifatida ko'rib chiqiladigan hisoblash majmuasi tushuniladi. Klasterni tashkil etuvchi kompyuterlar oddiy kompyuterlar bo'lishi mumkinligi sababli, klasterlar nisbatan arzon. Top 500 superkompyuterlarining aksariyati klasterlardir.
  
• 
  Gibrid hisoblash tizimlari - ko'p tugunlardan iborat bo'lib, ularning har biri ko'p kompyuter, ko'p protsessor, grafik yoki vektor protsessor bo'lishi mumkin. Bunday komplekslar odatda superkompyuterlardir.
  

Qoida tariqasida, parallel dasturning algoritmi parallel va ketma-ket bo'limlar ketma-ketligidir. Dasturning parallel qismi parallel dastur algoritmi tomonidan aniqlangan sxemalar bo'yicha ma'lumotlarni tarqatish va ma'lumotlar almashinuvini o'z ichiga oladi. Dasturning ketma-ket qismi, qoida tariqasida, barcha yoki alohida jarayonlarda ma'lumotlarni arifmetik qayta ishlashni belgilaydi.