Современная классификации параллельных ВС

Современная классификация представлена на рисунке 2.

Рис 2. Современная классификация ВС

Построим классификацию параллельных ВС с учетом вновь появившихся современных архитектур. В основу классификации) положим четыре базовых класса Флинна (SISD, SIMD, MISD, MIMD), которые разбиваются на подклассы в соответствии с дополнениями Ванга и Бриггса.

Класс SISD разделяется на системы с одним функциональным устройством (ФУ) и несколькими ФУ.

Класс SIMD образуют два подкласса — разрядно-последовательных и пословно-последовательных ВС.

В классе MIMD выделим сильно- и слабосвязанные ВС, а также ВС, использующие идеи MIMD, подклассы которых (MIMD/SIMD, dataflow, reduction, wavefront) образуются в соответствии с классификацией Дункана.

Наконец к классу MISD отнесем ЭВМ и ВС, использующие идею конвейерной обработки. Параллелизм на уровне операторов и команд реализуется микроконвейерных системах. При этом системы, способные разбивать на ступени непосредственное исполнение одной команды, образуют подкласс арифметико-магистральных систем, а системы, конвейеризующие все этапы выполнения команды (выборка из памяти, дешифрация, выборка операндов, исполнение, запись результатов), назовем командно-магистральными.

Кроме этого, выделен подкласс макроконвейерных (магистральных) ВС, способных многократно решать одну и ту же вычислительную задачу. При этом задача разбивается на последовательные части, каждая из которых выполняется на отдельном процессоре (обрабатывающем устройстве). Выходные данные одной части являются входными для следующей. За счет организации подобного макроконвейера при многократном повторении расчетов с разными входными данными получается существенный выигрыш в производительности.

Переходя к подклассам SIMD, видно, что к разрядно-последовательным SIMD-системам можно отнести ассоциативные ВС, а к пословно- последовательным — векторные и матричные. Систолические массивы можно рассматривать как отдельный подкласс матричных архитектур.

Среди сильносвязанных MIMD-архитектур выделяют симметричные мультипроцессоры (SMP), имеющие сосредоточенную общую память и архитектуры с неоднородным доступом к памяти (NUMA), в которых логическая общая память физически распределена по узлам системы.

Слабосвязанные MIMD-системы представлены массово-параллельными (МРР), кластерными архитектурами, а также многомашинными вычислитель- ными комплексами (ММВК). МРР-системы представляют собой совокупность специализированных вычислительных модулей, объединенных высокоскоростными межпроцессорными каналами связи. Кластерные системы также являют собой пример массового параллелизма, только их сборка осуществляется на основе стандартных промышленных комплектующих. На схеме показано, что ряд ВС могут быть одновременно отнесены к нескольким классам или подклассам. Сочетание принципов микроконвейерной и векторной обработки дает векторно-конвейерные архитектуры; привнося в них идеи MIMD/SIMD, получаем векторно-параллельные (PVP) ВС. Машины wavefront являются гибридом ВС, управляемых потоком данных (dataflow) и систолических массивов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: