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

Parallel hisoblash jarayonlari va tizimlari (13-ma'ruza)
Parallelizm turlari
Parallel ma'lumotlarni qayta ishlash ikkita ta'mga ega: quvur liniyasi va parallellikning o'zi.
Parallel ishlov berish. Agar ma'lum bir qurilma vaqt birligida bitta operatsiyani bajarsa, u ming birlikda mingta operatsiyani bajaradi. Agar bir vaqtning o'zida ishlashga qodir bo'lgan bir xil mustaqil qurilmalardan beshtasi bor deb hisoblasak, beshta qurilmadan iborat tizim bir xil ming amalni mingta emas, balki ikki yuz vaqt birligida bajarishi mumkin.
Konveyerni qayta ishlash. Ikkita suzuvchi nuqta qo'shish uchun nima kerak? Buyurtmalarni taqqoslash, buyurtmalarni tekislash, mantislarni qo'shish, normallashtirish va boshqalar kabi ko'plab kichik operatsiyalar. Birinchi kompyuterlarning protsessorlari bu barcha “mikrooperatsiyalar”ni har bir argument juftligi uchun birin-ketin, yakuniy natijaga erishgunlaricha bajardilar va shundan keyingina keyingi juft atamalarni qayta ishlashga kirishdilar. Quvurlarni o'tkazish g'oyasi umumiy operatsiyaning alohida bosqichlarini ajratib ko'rsatishdir va har bir bosqich o'z ishini tugatgandan so'ng, kiritilgan ma'lumotlarning yangi qismini bir vaqtning o'zida qabul qilgan holda natijani keyingi bosqichga o'tkazadi. Oldindan ajratilgan operatsiyalarning kombinatsiyasi tufayli ishlov berish tezligida aniq daromad paydo bo'ldi. Aytaylik, operatsiyani beshta mikrooperatsiyaga bo'lish mumkin, ularning har biri bir vaqtning birligida amalga oshiriladi. Agar bitta bo'linmaydigan ketma-ket qurilma mavjud bo'lsa, u 500 birlikda 100 juft argumentni qayta ishlaydi. Agar har bir mikro-operatsiya konveyer qurilmasining alohida bosqichiga (yoki boshqacha aytganda - bosqich) ajratilsa, beshinchi vaqt birligida bunday qurilmani qayta ishlashning boshqa bosqichida dastlabki besh juft argument bo'ladi. topiladi va yuz juftlikning butun to'plami 5 + 99 = 104 birlik vaqt ichida qayta ishlanadi - ketma-ket qurilma bilan solishtirganda deyarli besh marta (konveyerning bosqichlari soni bo'yicha) tezlashtirish.
Ko'rinishidan, quvur liniyasini an'anaviy parallelizm bilan muvaffaqiyatli almashtirish mumkin, buning uchun asosiy qurilmani quvur bosqichlari soni ajratilishi kerak bo'lganda ko'p marta takrorlash mumkin. Ammo qurilmalar sonini besh barobar oshirish orqali biz uskunaning hajmini ham, uning narxini ham sezilarli darajada oshiramiz.