[理學(xué)]并行計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)(參考版)
2024-10-19 21:13本頁面
【正文】 并行計(jì)算機(jī)的類型 36 并行計(jì)算機(jī)的類型 ? （ 1） 并行向量處理機(jī) (Parallel Vector Processors PVP) ? 1976年，出現(xiàn)了具有實(shí)用價(jià)值的向量處理機(jī) Cray1 ? 單處理機(jī)，多向量寄存器模式 ? 運(yùn)算速度： 3— 160M flops ? 平均速度： 20— 80M flops ? 向量點(diǎn)積速度： 22M flops ? 利用大量的向量寄存器快速地實(shí)現(xiàn)向量運(yùn)算 ? 1985年， Cray Cray2 超級(jí)計(jì)算機(jī)，該機(jī)的向量處理速度是 Cray1的 12倍 (1G flops) 37 PVP結(jié)構(gòu)模型 VP VP VP … 交叉開關(guān) SM SM SM … VP: Vector Processor SM: Shared Memory 38 并行計(jì)算機(jī)的類型 ? 典型的 PVP機(jī)型 80年代中、后期是 PVP的時(shí)代，有很多 PVP相繼問世，如： ? Convex公司的 C3800系列 ? DEC公司的 VAX 9000 ? IBM公司的 IBM 390/VF ? Fujitsu公司的 VP 2021 ? Cray公司的 YMP90 39 并行計(jì)算機(jī)的類型 ? （ 2） 對(duì)稱多處理機(jī) (Symmetric Multiprocessor SMP) ? 將各處理器經(jīng)由高速總線（或交叉開關(guān)）與共享存儲(chǔ)器相連 ? 每個(gè)處理器對(duì)共享存儲(chǔ)器具有 同等 的訪問權(quán)利 ? 每個(gè)處理器對(duì) I/O設(shè)備和其它系統(tǒng)資源享有 同等 的訪問權(quán)利 ? 在 SMP系統(tǒng)中一般要求每個(gè)處理機(jī)是 相同 的 ? 因此稱之為對(duì)稱多處理機(jī) 40 對(duì)稱多處理機(jī)結(jié)構(gòu)模型 P/C … 總線或交叉開關(guān) SM SM SM … P/C P/C P/C: Processor/Cache SM: Shared Memory 41 并行計(jì)算機(jī)的類型 ? 典型 SMP機(jī)型 ? SGI公司的 SGI Onyx系統(tǒng)和 SGI Power Challenge ? Sequent Computer System, Sequent Symmetry S81系統(tǒng) ? IBM公司的 ES/9000系統(tǒng)和 R50 ? Sun公司的 SparcCenter 2021 ? 我國(guó)的曙光 1號(hào) 42 并行計(jì)算機(jī)的類型 ? （ 3） 大規(guī)模并行處理機(jī) (Massively Parallel Processors MPP) ? 采用松耦合體系結(jié)構(gòu)連接各種不同的處理器 即各處理器以使用自己的局部?jī)?nèi)存為主，處理器之間進(jìn)行同步通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換 43 大規(guī)模并行處理機(jī)結(jié)構(gòu)模型 LM1 LM2 LMn P/C1 P/C2 P/Cn … … 專用互連網(wǎng)絡(luò) P/C: Processor/Cache LM: Local Memory 44 并行計(jì)算機(jī)的類型 ? MPP的優(yōu)點(diǎn)： ? 突破了只看到一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)空間的方式 ? 具有良好的可擴(kuò)展性 ? MPP的缺點(diǎn)： ? 分布存儲(chǔ)要求用戶必須將被操作的數(shù)據(jù)分配到各局部存儲(chǔ)器中 ? 運(yùn)算過程中用戶要考慮數(shù)據(jù)在各節(jié)點(diǎn)間的傳送和同步 45 并行計(jì)算機(jī)的類型 ? 典型的 MPP機(jī)型： ? Intel公司的 Paragon XP/S ? MasPar公司的 MP2 ? Thinking Machine公司的 CM5 ? IBM公司的 SP 2 ? Cray公司的 Cray T3D ? 我國(guó)的曙光 1000 46 并行計(jì)算機(jī)的類型 ? （ 4） 分布式共享存儲(chǔ)多處理機(jī)系統(tǒng) (Distributed Shared Memory DSM) ? DSM系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： ? 存儲(chǔ)器在物理上分布于各處理器附近，但在邏輯上可由多個(gè)處理器共享整個(gè)內(nèi)存 ? DSM系統(tǒng)實(shí)際上是 SMP和 MPP結(jié)構(gòu)的折中 47 分布式共享存儲(chǔ)多處理機(jī)系統(tǒng) LM1 LM2 LMn P/C1 P/C2 P/Cn … … 專用互連網(wǎng)絡(luò) 48 并行計(jì)算機(jī)的類型 ? DSM的優(yōu)點(diǎn)： ? 避免了集中式存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中處理器和存儲(chǔ)器的復(fù)雜連接 ? 有良好的可擴(kuò)展性 ? 相對(duì) MPP來說，更容易編程 ? DSM系
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