Суперкомпьютеры. Немного истории

1. Лекция 6

Суперкомпьютеры.

2. Немного истории

Джордж Мишель и Сидней
Фернбач
IBM

3.

Сеймур Крей

4. Что еще могли считать суперкомпьютером

▪ Вес >1 тонна
▪ Начинка

5. Суперкомпьютер

▪ Компьютер с высокой вычислительной мощностью для
интенсивных вычислений

6. Параллельные ЭВМ

▪ Скорость работы все выше, а людям не хватает
▪ Скорость света и квантмех.

7. LVL 1

▪ Конвейеризация и суперскалярная архитектура с несколькими
функциональными блоками
▪ Удлинение слов
▪ Доп. Функции для парралелизма
▪ На микросхему установить несколько процессоров

8. LVL 2

▪ Введение в систему ЦП с улучшенными возможностями

9. LVL 3

▪ Мультипроцессорные системы
▪ Кластерные компьютеры
▪ Организации

10.

11. Внутрипроцессорный парралелизм

▪ Суперскалярные процессоры
▪ Ограничения – аппаратура и ситуация в программе

12. VLIW

• Очень длинные слова с командами к нескольким блокам
• Куча простоев.

13. Мультипроцессоры

Все процессоры используют
общую память
Все процессоры используют
единое адресное
пространство , одну копию
ОС, одну карту страниц
памяти и одну таблицу
процессов.
SMP

14. Мультипроцессоры

15. Мультикомпьютеры

▪ Каждый процессор
имеет свою личную
память, а связь через
коммуникационную
сеть.
▪
IBM BlueGene, кластер
Google
▪ Нужна своя
программная
структутра т.к. нет
общего виртуального
пространства

16. Зачем нужны мультикомпьютеры?

17. Классификация Флинна компьютерных систем

▪ SISD - Single Instruction Single data stream

18. Ее можно чуть расширить

19. Другие Классификации

▪ Классификация Хокни:
▪ MIMD : Переключаемые , конвейерные , сети
▪

20. Другие Классификации

▪ Классификация Фенга
▪ РЗ*КС

21. Другие классфикации

▪ Классификация Скилликорна
▪ Instruction Processor
▪ Data Processor
▪ Instruction Memory, Data memory
▪ Переключатели вида 1-1, n-n n*n

22. Классификация Скилликорна

▪ Количество процессоров команд IP
▪ Число ЗУ команд IM
▪ Тип переключателя между IP и IM
▪ Количество процессоров данных DP
▪ Число ЗУ данных DM
▪ Тип переключателя между DP и DM
▪ Тип переключателя между IP и DP
▪ Тип переключателя между DP и DP

23. Семантика памяти

24. Семантика

▪ Строгая состоятельность. По Х возвращается значение самой
последней записи в Х

25. Секвенциальная состоятельность

▪ Чтение и запись
порядок
обработки
запросов
определяются
аппаратно, но при
этом все
процессоры
воспринимают
один и тот же
порядок.

26.

▪ Строгая состоятельность
▪ Процессорная состоятельность:
Все процессоры видят операции записи любого процессора в том
порядке, в котором эти операции выполняются.
Все процессоры видят все операции записи в любое слово
памяти в одном и том же порядке.

27.

▪ Строгая состоятельность
▪ Процессорная состоятельность:
▪ Слабая состоятельность: не гарантируется, что записи одного
процессора будут восприниматься другими в том же порядке.
▪ Нужна синхронизация, которая будет секвенциально
состоятельна.

28.

▪ Строгая состоятельность
▪ Процессорная состоятельность
▪ Слабая состоятельность
▪ Свободная состоятельность

29. Мультипроцессоры UMA

30. NUMA-микропроцессоры

▪ существует единое
адресное пространство,
видимое всеми
процессорами;
▪ доступ к удаленной
памяти производится
командами LOAD и
STORE;
▪
доступ к удаленной
памяти выполняется
медленнее, чем доступ
к локальной

31. NUMA

▪ NC-NUMA
▪ Нет Кэш памяти
▪ Есть демон-страничный сканер, который пытается увеличить
производительность.