Особенности архитектуры EPIC

• Большое количество регистров.

• Масштабируемость архитектуры до большого количества функциональных устройств.

• Явный параллелизм в машинном коде. Поиск зависимостей между командами производит не процессор, а компилятор.

• Предикация (Predication). Команды из разных ветвей условного оператора снабжаются предикатными полями (полями условий) и запускаются параллельно – отличие от VLIW.

• Загрузка по предположению (Speculative loading). Данные из медленной основной памяти загружаются заранее.

Главный принцип EPIC - дать возможность программисту или компилятору явно указать на внутренний параллелелизм в программе прямо в последовательности инструкций, во вторую же очередь, все же позволить аппаратуре выявлять распараллеливаемые участки.

3.Multy-Threading (многопоточность, «нити»).

Пример: Hyper-threading в Pentium 4

Многопото́чность — свойство платформы или приложения, состоящее в том, что процесс, порождённый в операционной системе, может состоять из нескольких потоков, выполняющихся «параллельно», то есть без предписанного порядка во времени. При выполнении некоторых задач такое разделение может достичь более эффективного использования ресурсов вычислительной машины.

Каждый физич процессор может хранить состояние сразу 2 потоков, что для ОС выглядит как наличие 2 логических процессоров. Физически у каждого из логических процессоров есть свой набор Rg и контроллер прерываний, а остальные элементы процессора являются общими. Когда при исполнении потока одним из логических процессоров возникает пауза (в результате кэш-промаха, ошибки предсказания ветвлений, ожидания результата предыдущей инструкции), то управление передаётся потоку в другом логическом процессоре. Пока один процесс ждёт, например данные из памяти, вычислительные ресурсы физического процессора используются для обработки другого процесса.

1. Пять основных архитектур высокопроизводительных ВС, их краткая характеристика, примеры. Сравнение SMP и MPP.

Основные причины, определяющие различия между архитектурами:

--Принципы организации работы процессоров и/или узлов с оперативной памятью.

--Топология и принципы организации связей между узлами.

Базовые типы архитектур:

1. Векторная архитектура – 60е годы (скалярные+векторные сопроцессоры)

Векторный процессор — это процессор, в котором операндами некоторых команд могут выступать упорядоченные массивы данных — векторы. Отличается от скалярных процессоров, которые могут работать только с одним операндом в единицу времени.

Стандартные векторные процессоры выполняют операции над векторами очень большой размерности.

Первая архитектура, отличная от однопроцессорной появилась в конце 1960-х. Векторные процессоры - основа первых супер-ЭВМ. Основные области применения - задачи, в которых данные были бы записаны в матричной форме (прогноз погоды, ядерная физика).

Пример: Архитектура векторного процессора Cyber 205

2. SMP – однородный доступ к памяти (общая память)

UMA – Uniform Memory Access

SMP архитектура (symmetric multiprocessing) - cимметричная многопроцессорная архитектура. Главной особенностью систем с архитектурой SMP является наличие общей физической памяти, разделяемой всеми процессорами.

1. SMP-система строится на основе высокоскоростной системной шины, к слотам которой подключаются функциональные блоки трех типов: процессоры (ЦП), оперативная память (ОП), подсистема ввода/вывода (I/O).

2. Память является способом передачи сообщений между процессорами.

3. Все вычислительные устройства при обращении к ОП имеют равные права и одну и ту же адресацию для всех ячеек памяти.

4. Последнее обстоятельство позволяет очень эффективно обмениваться данными с другими вычислительными устройствами.

5. SMP-архитектура используется в cерверах и РС на базе процессоров Intel, AMD, Sun, IBM, HP

6. SMP-система работает под управлением единой ОС (либо UNIX-подобной, либо Windows). ОС автоматически (в процессе работы) распределяет процессы по процессорам, но иногда возможна и явная привязка.

(+): простота, «отработанность» базовых принципов

(-): весь обмен м/д процессором и памятью осущ. по 1 шине – узкое горлышко арх-ры – ограничение производительности, масштабируемости.

Пример: Архитектура Sun Fire T2000. Архитектура UltraSPARC T1.

3. MPP – архитектура: Massive parallel processing

Система с массовым параллелизмом. В основе лежал транспьютер – мощный универсальный процессор, особенностью которого было наличие 4 линков (коммуникационные каналы связи). Каждый линк состоит из двух частей, служащих для передачи информации в противоположных направлениях, и используется для соединения транспьютеров между собой и подключения внешних устройств. Архитектура: множество узлов, каждые узел – ОП+ЦП

Классическая МРР-архитектура: каждый узел соединен с 4 узлами по каналу «точка-точка».

Пример: Intel Peragon

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: