并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)-資料下載頁(yè)
2024-10-04 19:14本頁(yè)面
【正文】 結(jié)點(diǎn)。配置一臺(tái)或多臺(tái)文件服務(wù)器，一方面管理機(jī)群計(jì)算結(jié)點(diǎn)共享的所有軟件和用戶計(jì)算資源，另一方面充當(dāng)機(jī)群與外部網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接橋梁，外部科研網(wǎng)的用戶只有通過(guò)文件服務(wù)器才能使用機(jī)群的計(jì)算資源。 由于受商用交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能和操作系統(tǒng)功能的影響，Beowulf微機(jī)機(jī)群的處理機(jī)規(guī)模一般限制在100臺(tái)左右。但是，如果將交換機(jī)替換成專用機(jī)群網(wǎng)絡(luò)，例如GigaNet、Myrinet等，則它們的規(guī)模可以進(jìn)一步擴(kuò)大。因此，在當(dāng)前技術(shù)條件下，微機(jī)機(jī)群一般可提供千億次左右的浮點(diǎn)峰值性能。l 并行向量多處理并行機(jī)（PVP）：體系結(jié)構(gòu)類似于DMMPP，但是每個(gè)CPU為向量多處理機(jī)。僅日本研制，應(yīng)用不廣。 并行機(jī)舉例l SMP并行機(jī)：SGI Power Challenge XL R10000：n 多個(gè)（18）個(gè)SGI R10000微處理器、共享存儲(chǔ)模塊、I/O設(shè)備通過(guò)系統(tǒng)總線相互聯(lián)接。n 總線帶寬：。n 單一操作系統(tǒng)影像。l DSM并行機(jī)：SGI Origin 2000、SGI Origin 3800：n 單一影像操作系統(tǒng)。n Origin 2000可擴(kuò)展到8個(gè)機(jī)柜，每個(gè)機(jī)柜含8個(gè)結(jié)點(diǎn), 結(jié)點(diǎn)是構(gòu)成Origin 2000的基本單位，它包含：u 12個(gè)主頻為195MHz或250MHz的MIPS R10000 CPU，每個(gè)CPU含4MB的二級(jí)Cache；u 內(nèi)存512MB4GB，分主存和目錄內(nèi)存兩類，后者主要用于保持結(jié)點(diǎn)間的Cache數(shù)據(jù)一致性；u 集線器（HUB）含4個(gè)端口：CPU端口、內(nèi)存端口、XIO端口和CrayLink互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)端口，采用交叉開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)CPU、內(nèi)存、輸入輸出和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)路由器（router）之間的全互聯(lián)，分別提供780MB/Sec、780MB/Sec、。 Origin 2000的所有結(jié)點(diǎn)通過(guò)CrayLink高性能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)接，路由器是構(gòu)成CrayLink的基本單位，它包含6個(gè)端口，內(nèi)部采用交叉開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)端口間的全互聯(lián)。每個(gè)路由器的兩個(gè)端口用于聯(lián)接結(jié)點(diǎn)，其余4個(gè)端口實(shí)現(xiàn)路由器間的互聯(lián)，形成互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該CrayLink的半分帶寬與結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)成線性遞增關(guān)系，對(duì)任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，至少能提供兩條路徑，保證了結(jié)點(diǎn)間的高帶寬、低延遲聯(lián)接和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和容錯(cuò)能力。 SGI Origin 2000并行機(jī)體系結(jié)構(gòu)示意圖l SMPMPP：n ASCI White：u 512臺(tái)IBM SMP NH2結(jié)點(diǎn)通過(guò)SP交換機(jī)相互聯(lián)接；u 每個(gè)結(jié)點(diǎn)為SMP并行機(jī)，含16個(gè)IBM Power P3/375MHz 微處理器，共享16GB內(nèi)存；u 總計(jì)計(jì)算處理器8192個(gè)，內(nèi)存46TB，磁盤總?cè)萘?50TB（可擴(kuò)展到160TB）；u ，美國(guó)能源部向IBM租借，年租金為8500萬(wàn)美元；u 重106噸，兩個(gè)籃球場(chǎng)大；u 結(jié)點(diǎn)間支持消息傳遞并行程序設(shè)計(jì)，結(jié)點(diǎn)內(nèi)部支持共享存儲(chǔ)、消息傳遞兩種并行編程模式，也支持消息傳遞和共享存儲(chǔ)混合編程模式。nl 微機(jī)機(jī)群： 聯(lián)想深騰6800機(jī)群系統(tǒng) 并行機(jī)的發(fā)展史l 參考文獻(xiàn)：n 文獻(xiàn)3：第一章；n 文獻(xiàn)11第1章；發(fā)展歷史：l 70年代：–ILLIAC IV，26倍串行機(jī)；–向量機(jī)CRAY1；（解釋向量機(jī)）l 80年代早期：–向量機(jī)CRAY XMP/2，IBM 3090/6；l 80年代中期：–共享存儲(chǔ)并行機(jī) Sequent / 20，UNIX，擊敗VAX；–CRAY2 /4；–分布式存儲(chǔ)MIMD MPP nCUBE：l 1024 CPU，1000倍加速比l Amdahl’s定律的重新認(rèn)識(shí)：SP=1/（ a + （1 a）/P） 1/a ； a=5%，SP 20llllllllll 80年代后期：–出現(xiàn)真正強(qiáng)大計(jì)算能力的并行機(jī)：–nCUBE2, 270億次；–Intel iPSC/860,70億次 ；–CRAY YMP/16；l 90年代早期：–Moorse 定理：微處理器速度4倍/3年，RISC技術(shù)；–由微處理器通過(guò)高性能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，最佳的性能價(jià)格比（浮點(diǎn)速度/$）；–CM5E，Intel Paragon XP/S, CRAYT3D,IBM SP2, Fujitsu VP500，CRAY YMP C90；l 90年代中期：并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)趨于統(tǒng)一–微處理器速度與內(nèi)存容量持續(xù)提高；–微處理器通過(guò)高性能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接構(gòu)成并行機(jī)成為MPP的絕對(duì)主流；–共享存儲(chǔ)對(duì)稱多處理（SMP）技術(shù)：SGI POWER Challenge系列、SUN Ultra E10000、HP、IBM；–分布共享存儲(chǔ)DSM CCNUMA結(jié)構(gòu)出現(xiàn)：SGI Origin2000；–并行程序設(shè)計(jì)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化：消息傳遞MPI標(biāo)準(zhǔn)制定并實(shí)現(xiàn)（1994）；–工作站機(jī)群系統(tǒng)：多臺(tái)高性能工作站通過(guò)商用互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，最高性能價(jià)格比，風(fēng)險(xiǎn)低；–操作系統(tǒng)：UNIX成熟、GNU LINUX開(kāi)始應(yīng)用；l 90年代后期至今：–微處理器速度持續(xù)發(fā)展，單機(jī)性能可達(dá)10億次；–SMP與DSM技術(shù)日趨成熟；–SMPCluster成為MPP的主流：ASCI White （512臺(tái)SMP，每個(gè)SMP含16個(gè)CPU）、ASCI Blue Mountain（48臺(tái)SGI Origin2000，每個(gè)含128個(gè)CPU）、ASCI Red （4096個(gè)結(jié)點(diǎn)，每結(jié)點(diǎn)含2個(gè)Pentium處理器）；–TOP500排名：，求解稠密線性代數(shù)方程組最高性能；–微機(jī)機(jī)群技術(shù)成熟：中科院（120臺(tái)）、北大（64臺(tái)）、我所實(shí)驗(yàn)室（9臺(tái)）等；–并行程序設(shè)計(jì)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)形成：216。 MPI ： 消息傳遞；216。 OpenMP：共享存儲(chǔ)；l 當(dāng)前，SMP機(jī)群系統(tǒng)和DSM機(jī)群系統(tǒng)是主流。16
黨政相關(guān)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1