Оқулық Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі бекіткен Алматы, 2011

44 
шартына байланысты процесс-шебердің бағыныңқы процестермен тиімді 
ӛзара байланысуына ешқандай да кедергі жасамайды. 
Нақты есептеу жүйесінде процессорлар байланысы топологиясының 
қандай да бір түрлерін таңдап алу әртүрлі себептерге тәуелді болуы мүмкін. 
Бұл дегеніміз - технологиялық іске асыру, бағдарламалау мен жинау 
қарапайымдылығы, сенімділігі, тораптар арасындағы орташа жолдың 
минималды болуы, тораптар арасындағы максималды жолдың минималды 
болуы, бағасының қолжетімдігі т.б.
Кейбір нұсқалар 18-ші суретте кӛрсетілген. Екі ӛлшемді тордың 
топологиясы (18, а - сурет ) ӛткен ғасырдың 90-жылдарының басында i860 
процессорлары негізінде Intel Paragon суперкомпьютерін құрастыруда 
пайдаланылған. Екі ӛлшемді тор топологиясына сәйкес (18, б – сурет), 
Dolphin Interconnect Solutuions компаниясы ұсынған SCI желісін 
пайдаланатын кластерлердің есептеу тораптары байланыстырылуы мүмкін. 
Осылайша, МГУ НИВЦ (Россия) кластерлерінің біреуі құрылған. Қазіргі 
таңда Dolphin компаниясы тораптарды үш ӛлшемді торға біріктіруге 
мүмкіндік беретін желілік кешенді ұсынуда. Тораптар арасындағы орташа 
ара-қашықтық неғұрлым аз болса, соғұрлым сенімділігі жоғары болады. 
Яғни, әрбір процессоры басқа барлығымен тікелей байланыс орната алатын 
топология ең жоғары нәтижелі деп саналады (18, в - сурет). Бірақ, қазіргі 
заманғы технология деңгейінің мұндай мүмкіндігі жоқ (армандауға да 
мүмкінік бермейді): жалпы байланыс саны n(n-1)/2 болғанда,  әрбір тораптың 
байланысы n-1. 
Кейде ерекше қызық нұсқалар табылады, соның бірі екілік гиперкуб 
топологиясы (18, г - сурет). n - ӛлшемді кеңістікте бірлік n - ӛлшемді кубтың 
тек тӛбелерін ғана қарастырамыз, яғни, х
і
координаталарының бәрі 0-ге 
немесе 1-ге тең (x
1
,x
2
,…,x
n
) нүктелері. Осы нүктелерге шартты түрде жүйе 
процессорларын орналастырамыз, әр процессорды жақын тұрған тікелей 
кӛршісімен әрбір n - ӛлшемді жағалай байланыстырамыз. Нәтижесінде N=2
n
процессордан тұратын жүйе үшін n - ӛлшемді куб аламыз. Екі ӛлшемді куб 
жай шаршыға, ал тӛртӛлшемді нұсқасы шартты түрде 18, г-суретінде 
бейнеленген. Гиперкубта әрбір процессор тікелей log
2
N кӛршісімен 
байланысқан (толық байланыс жағдайында N кӛрші процессорлармен). 
Гиперкубтың пайдалы қасиеттері кӛп. Мысалы, әр процессор үшін олардың 
барлық кӛршілерін анықтау қиын емес: олар одан қандай да бір х
і
координатасының мәні бойынша ажыратылады. n-ӛлшемді гиперкубтың 
әрбір «қыры» n-1 ӛлшемді гиперкуб болып табылады. n-ӛлшемді гиперкуб 
тӛбелері арасындағы максимал арақашықтық n-ге тең. Гиперкуб ӛзінің 
тораптарына қатысты симметриялы: әр тораптан жүйе біркелкі болып 
кӛрінеді және арнайы ӛңдеуді қажет ететін тораптар болмайды. Кӛптеген 
алгоритмдер ӛз құрылымы бойынша процессорлар арасындағы осындай 
ӛзара байланысқа жақсы сәйкес келетінін айта кету керек.
Алгоритмнің әр қадамы жүргенде гиперкуб ӛлшемі бір бірлікке азаяды.

45 
18 сурет. Процессорлардың байланыс топологияларының нұсқалары 
а)решетка, б)тор в)толық байланыс г)гиперкуб 
Алғашқы 
гиперкуб 
архитектуралы 
кӛппроцессорлы 
есептеу 
жүйелерінің бірі болып саналған COSMIC Cube компьютері 1983 жылы 
Калифорния 
технологиялық 
институтында 
Intel 
8086/8087 
микропроцессорлары негізінде құрастырылған. 1985 жылы Intel фирмасы 
алғашқы ӛндірістік гиперкуб жасап шығарды. Бұл тораптық процессорлар 
ретінде 80286/80287 сериялы микропроцессорларды пайдаланған iPSC (Intel 
Personal Supercomputer) компьютері еді. Нақ осы жылы 1024 торапқа дейін 
құрайтын, NCUBE Corporation фирмасының коммерциялық NCUBE/ten 
гиперкубы жарық кӛрді.
Жекелеген компьютерлерде гиперкуб басқа типті архитектуралар 
комбинациясында қолданылды. Thinking Machines фирмасының Connection 
Machine сериялы машиналарында 2
16
дейінгі қарапайым тораптар 
пайдаланылды. Осы компьютердің бір кристалында, бірімен бірі 
байланысқан 16 торап орналасқан, ал 2
12 
осындай кристалдар 12-ӛлшемді 
гиперкубқа біріктірілген. 
Енді ортақ және таратылған жадылы компьютерлердің ерекшеліктеріне 
қайта оралайық. Кӛріп отырғанымыздай, екі кластың да ӛз артықшылықтары 
бар, бірақ та олар біртіндеп оның кемшіліктеріне де айналуы мүмкін. Ортақ 
жадылы компьютерлер үшін параллель бағдарламалар құру қиындық 
тудырмайды, бірақ олардың максималды ӛнімділігі кӛбіне процессорлардың 
кішігірім санымен шектеледі. Ал таратылған жадылы компьютерлер үшін 
барлығы керісінше. Осы екі кластың артықшылықтарын біріктіруге бола ма? 
Мүмкін бағыттардың бірі – NUMA (Non Uniform Memory Access) 

жүктеу/скачать 2,81 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: