Mavzu: Umumiy uma va taqsimlangan numa xotirali kompyuterlar arxitekturasi


Download 0.91 Mb.
Sana24.11.2020
Hajmi0.91 Mb.

Mavzu: Umumiy UMA va taqsimlangan NUMA xotirali kompyuterlar arxitekturasi


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI

Fan nomi: “Kompyuter arxitekturasi”

O`qituvchi: Dots. Sultanov Djamshid Baxodirovich email: sdjamshid@gmail.com


Mavzu bo`yicha adabiyotlar


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Баденко В.Л. Высокопроизводительные вычисления. Учебное пособие. СПб. Изд. Политехнического университета. 2010. -180 с.
  • Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера // 6-е издание. СПб.: Питер, 2013. — 811 с
  • Мусаев М.М. ―Процессоры современных компьютеров. Тошкент.: ―Aloqachi нашриёти, 2020 йил. 12 боб. 512 бет. – Олий ўқув юртлари учун қўлланма
  • Юнусов Ж.Ю.,Абасхонова Х.Ю., Рақамли қурилмалар ва микропроцессор тизимлари.Касб –хунар коллежлари учун ўқув қўлланма. Т.-Молия иқтисод, 2010й-256 в.

Reja:


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Kompyuter xotira arxitekturalari
  • Fizikaviy umumiy xotira
  • Bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)
  • Fizik jihatdan taqsimlanuvchi umumiy xotira
  • Bir xil bo`lmagan xotiraga kirish (Non-Uniform Memory Access)

Kompyuter xotira arxitekturalari


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Bo`lingan va taqsimlangan xotira sifatida bir nechta xotira arxitektura tizimlari ishlatiladi

Fizik umumiy xotira


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Fizik umumiy xotiraga ega bo'lgan hisoblash tizimlarida barcha protsessorlar bitta manzil maydoniga kirish uchun teng imkoniyatga ega - har qanday protsessorning xotiraga kirishi bir xilda amalga oshiriladi va bir xil vaqtni oladi.
  • Bunday hisoblash tizimlari bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)ga ega tizimlar deb nomlanadi va qisqartiriladi UMA deb belgilanadi.
  • Bu umumiy xotiraga ega bo'lgan parallel kompyuterlar uchun eng keng tarqalgan xotira arxitekturasi hisoblanadi.
  • Yagona xotira bitta blokli yoki blokka asoslangan holda qurilishi mumkin, ammo ikkinchi variant odatda ko`proq qo'llaniladi.

Bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI

Bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)ga ega hisoblash tizimlari:
  • Lokal kesh-xotiraga ega bo`lmagan protsessorla
  • Lokal kesh-xotiraga ega protsessorlar

Bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Texnik jihatdan, UMA tizimlari (avvalgi rasmdagi a)) n protsessorlarning har birini m xotira bankiga ulaydigan tugunni qabul qiladi.
  • Bunday kompyuterlarni yaratishning eng oddiy usuli bir nechta protsessorlarni (rasmda ПР) umumiy xotira banklari (rasmda БП) bilan umumiy shina orqali birlashtirishdir.
  • Bunday holda, bir vaqtning o'zida faqat bitta protsessor shinada ma`lumot almashishi mumkin, ya'ni protsessorlar shinaga kirish uchun raqobatlashishi kerak. Protsessor (PRi) xotiradan yo'riqnomani tanlaganida, qolgan PRj (i ≠ j) protsessorlari shina bo'shaguncha kutishi kerak.

Bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Agar tizim faqat ikkita protsessorni o'z ichiga olsa, ular maksimal darajada ishlashi mumkin, chunki shinaga kirishni o'zaro bo`lishish mumkin: bitta protsessor dekodlab buyruqni bajarayotgan bo'lsa, ikkinchisi shinani keyingi buyruqni xotiradan olish uchun ishlatishi mumkin.
  • Biroq, uchinchi protsessor qo'shilganda, ishlash yomonlasha boshlaydi.
  • Agar shinada o'nta protsessor bo'lsa, shina tezligi egri (keyingi rasm) gorizontal holga keladi.
  • Ushbu rasmdagi pastki egri chiziq xotira va shina xotiraning sikl vaqti davomiyligi va shina protokoli bilan belgilanadigan o'tkazish qobiliyatiga ega ekanligini ko'rsatadi.

Bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Birgalikda ishlaydigan shinaga ega bo'lgan ko'p protsessor tizimida ushbu o'tkazish qobiliyati bir nechta protsessorlarda taqsimlanadi.
  • Agar protsessor sikl vaqti davomiyligi xotira davridan uzoqroq bo'lsa, shinaga bir nechta protsessor ulanishi mumkin.
  • Ammo, aslida, protsessor xotiradan ko'ra tezroq ishlaydi, shuning uchun bu sxema keng qo'llanilmaydi.

Bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Vaziyatni yaxshilash mumkin, agar har bir protsessor mahalliy kesh xotirasiga ega bo'lsa (КПi).
  • Bunday sxema pastdagi b. rasmda berilgan.
  • Ishlash egri chizig'idagi kesishish nuqtasida (yuqoridagi rasmda) protsessorlarni qo'shish hali ham samarali bo'lib, endi 20 protsessor mintaqasiga o'tadi va 30 protsessor mintaqasiga egri chiziq gorizontal holatga keladi.

Bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • UMA asosida umumiy xotiraga ega bo'lgan ko'p protsessorli kompyuterni qurishning muqobil usuli quyidagi rasmda keltirilgan.
  • Bu erda shina bir nechta xotira banklaridan biriga protsessor so'rovlarini yo'naltiradigan kommutator bilan almashtirilgan.
  • Bir nechta xotira banklari mavjudligiga qaramay, ularning barchasi bitta manzil maydonining bir qismidir.

Bir xil xotiraga kirish (Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Ushbu yondashuvning afzalligi shundaki, kommutator parallel ravishda bir nechta so'rovlarni bajarishga qodir.
  • Har bir protsessor o'z xotira bankiga ulanishi va unga ruxsat etilgan maksimal tezlikda kirish huquqiga ega.
  • Protsessorlar o'rtasidagi raqobat bir vaqtning o'zida bir xil xotira bankiga kirishga urinishda paydo bo'lishi mumkin. Bunday holda, faqat bitta protsessor ruxsat oladi, boshqalari bloklanadi.

Fizik jihatdan taqsimlanuvchi umumiy xotira


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Umumiy xotiraga ega kompyuterni yaratishda yana bir yondashuv protsessorlar o'rtasida xotirani jismoniy jihatdan taqsimlashdir.
  • Har bir protsessorda mahalliy xotira (rasmda ЛП) mavjud va barcha protsessorlarning mahalliy xotiralar to'plamlari umumiy hisoblash tizimining xotirasini hosil qiladi.
  • Hali ham bitta manzil maydoni mavjud va har bir n protsessor ushbu makon ichidagi istalgan uyaga kirish huquqiga ega.

Bir xil bo`lmagan xotiraga kirish (Non-Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • NUMA arxitekturasining nomi (Non-Uniform Memory Access) Bir xil bo`lmagan xotiraga kirish sifatida tarjima qilinishi mumkin.
  • NUMA tizimlarida har bir protsessor lokal xotira (ЛП) ga ega, u hisoblash tizimining umumiy xotirasining bir qismi sifatida ko'rib chiqiladi va bitta manzil maydonida alohida manzillar to'plamiga ajratiladi.
  • Mahalliy xotiraga kirish qobiliyatidan tashqari, har bir protsessor qolgan protsessorlarning mahalliy xotirasiga jismonan "kirish" imkoniyatiga ega (masofaviy xotira).

Bir xil bo`lmagan xotiraga kirish (Non-Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • Har bir protsessor, mahalliy xotiradan tashqari, lokal kesh xotirasi (rasmda КП)ga ega bo'lganligi sababli, umumiy xotiraga ega bo'lgan hisoblash tizimlarida barcha mahalliy protsessorlarda bir xil blokning asosiy xotira tizimining nusxalarini uyg'unligini ta'minlash muammosi mavjud.
  • Nusxalashning noaniqligi protsessorlardan biri kesh xotirasida ma'lumotni o'zgartirganda yuzaga keladi. Bunday holda, qolgan protsessorlarning kesh xotirasida shunga o'xshash nusxalar mos ravishda sozlanishi yoki yaroqsiz deb belgilanishi kerak.
  • Ushbu muammoni hal qilish usuli NUMA tushunchasini ccNUMA va nccNUMA qisqartirishlari bilan belgilangan ikkita variantni vujudga keltirgan.

Bir xil bo`lmagan xotiraga kirish (Non-Uniform Memory Access)


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
  • ccNUMA (Cache Coherent Non-Uniform Memory Architecture - Keshlarning uzviyligini ta'minlab, bir xil bo`lmagan xotiraga kirish) arxitekturasi shina asosida amalga oshiriladi. Apparat shinadagi asosan kesh-xotiraga yozish bilan bog'liq jarayonlarni kuzatadi. Protsessor o'z kesh-xotira bloklaridan birini tarkibini o'zgartirishga harakat qilganda, ushbu apparat boshqa protsessorlar kesh-xotiralaridagi o'xshash bloklarning tarkibini xuddi shu tarzda yangilaydi yoki ushbu bloklarni yaroqsiz deb belgilaydi.
  • nccNUMA (Nob-Cache Coherent Non-Uniform Memory Architecture - Keshlarning uzviyligi ta'minlanmagan, bir xil bo`lmagan xotiraga kirish) arxitekturasi va ccNUMA o'rtasidagi farq nomdan yaqqol ko'rinib turibdi.
  • nccNUMA arxitekturasi global ma'lumotlar uchun moslashuvchanlikni ta'minlamaydi. Bunday ma'lumotlardan foydalanish uchun “g`mxo`rlik" butunlay dasturlarga (dasturlar yoki kompilyatorlarga) tegishli. Ushbu kamchilikka qaramay, arxitektura hisoblash tizimining miqyosini, ya'ni protsessorlar sonining ko'payishini sezilarli darajada osonlashtiradi.

Q&A

E`tiboringiz uchun rahmat


TELEKOMMUNIKATSIYADA BOSHQARUV TIZIMLARINING APPARAT VA DASTURIY TA`MINOTI KAFEDRASI
Download 0.91 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2020
ma'muriyatiga murojaat qiling