Жүнісов Қ компьютерлік жүйелерді және желілерді ұйымдастыру студенттерге арналған оқу-әдістемелік кешен

3 Кластерлік жүйенің архитектурасы

PVP жүйелерінің басты ерекшелігі - түтікшелі функционалды құрылғыларда тиімді орындалатын тәуелсіз мәліметтер векторларын өңдеудің бір түріне командалар беретін арнайы векторлы-құбырлы процессорлардың болуы. Әдетте, бірнеше осындай процессорлар (1-16) мультипроцессорлық конфигурацияларда ортақ жадпен (SMP-ге ұқсас) бір уақытта жұмыс істейді. Коммутатордың көмегімен бірнеше түйіндерді қосуға болады (MPP-ге ұқсас). Векторлық форматта деректерді беру скалярлық форматқа қарағанда әлдеқайда жылдам болғандықтан (максималды жылдамдық 64 ГБ / с болуы мүмкін, бұл скалярлық машиналарға қарағанда 2 реттік жылдамдыққа ие), параллельдеу кезінде мәліметтер ағындарының өзара әрекеттесуі проблемасы маңызды болмайды . Скалярлы машиналарда нашар параллелденген нәрсе векторлық машиналарда жақсы параллелденеді. Осылайша, PVP сәулет жүйелері жалпы мақсаттағы жүйелер бола алады. Алайда, векторлық процессорлар өте қымбат болғандықтан, бұл машиналар көпшілікке қол жетімді бола алмайды.

1. 
   CRAY X1, SMP архитектурасы. Стандартты конфигурациядағы жүйенің ең жоғарғы өнімділігі ондаған терафлоп болуы мүмкін.
   

2. 
   NEC SX-6, NUMA сәулеті. Жүйенің ең жоғарғы өнімділігі 8 терафлопқа жетуі мүмкін, бір процессордың өнімділігі 9,6 Гллоп. Жүйе 512 процессорға дейінгі бір операциялық жүйенің кескінімен масштабтайды.
   
3. 
   Fujitsu-VPP5000 (векторлық параллель өңдеу), MPP архитектурасы. Бір процессордың өнімділігі 9,6 Гфлопты құрайды, жүйенің ең жоғары өнімділігі 1249 Гфлоптқа жетуі мүмкін, ең жоғары жад сыйымдылығы 8 ТБ. Жүйе 512 процессорға дейін кеңейтілген.
   

Іс жүзінде келесі процедуралар ұсынылады:

- есепті матрица түріне аудару үшін векторландыруды қолмен орындау. Бұл жағдайда вектордың ұзындығына сәйкес матрицаның өлшемдері 128 немесе 256 еселіктері болуы керек;

- виртуалды кеңістіктегі векторлармен жұмыс істеу, қатардағы қажетті функцияны кеңейту және серия мүшелерінің санын 128 немесе 256 көбейту.

Физикалық жады үлкен болғандықтан (терабайттың бір бөлігі), тіпті PVP жүйелеріндегі нашар векторланған тапсырмалар скалярлы процессоры бар машиналарда тезірек шешіледі.