7. Охарактерізуваті архітектуру numa.

Для вирішення проблем, що виникають в симетричних багатопроцесорних системах, було вирішено пожертвувати однорідністю і організувати неоднорідний доступ до пам'яті (Non-Unifom Memory Access, NUMA) при збереженні єдиного для всіх процесорів адресного простору.

Система состоит из однородных базовых модулей (плат), состоящих из небольшого числа процессоров. C каждым модулем обычно связан один или несколько блоков памяти. Модули объединены с помощью высокоскоростного коммутатора. Поддерживается единое адресное пространство для всех модулей. Аппаратно поддерживается доступ к удаленной памяти, т. е. к блокам памяти приписанным другим модулям. Скорость доступа из модуля к блокам памяти приписанным данному модулю в несколько раз быстрее, чем к остальным блокам памяти.

У випадку, якщо апаратний підтримується когерентність кешів у всій системі (звичайно це так), говорять про архітектуру cc-NUMA (cache-coherent NUMA).

Масштабованість NUMA-систем обмежується об'ємом адресного простору, можливостями апаратури піддіжі когерентності кешів і можливостями операційної системи по управлінню великим числом процесорів. На справжній момент, максимальне число процесорів в NUMA-системах складає 256 (Origin2000). Іншим представником даного класу багатопроцесорних систем є IBM pSeries 690.

8. Охарактеризувати кластерні системи.

Кластер — зв'язаний набір повноцінних комп'ютерів, використовуваний як єдиний обчислювальний ресурс.

З точки зору простоти збірки і простоти використання кластер володіє великим числом переваг перед MPP системами.

• Кластер також легко масштабований по числу процесорних вузлів як і MPP системи. (За винятком проблем пов'язаних з об'ємом енергії, що виділяється і споживаної.)

• Для управління кластером не потрібно ставити спеціальну операційну систему.

• Комунікаційне середовище зазвичай реалізоване поверх відомих і достатньо популярних мережевих технологій.

Для створення кластерів зазвичай використовуються як «прості» однопроцесорні персональні комп'ютери, так і багатопроцесорні сервери SMP(NUMA). При цьому не накладаються ніяких обмежень на склад і архітектуру вузлів. Кожен з вузлів функціонує під управлінням своєї власної операційної системи. Найчастіше використовуються распростаненные ОС: Linux, FREEBSD, Solaris, AIX, Windows NT.

Види кластерів:

• Гетерогенні (різне АЗ а іноді і ПЗ)

• Гомогенні (однакове Пз та АЗ)

• Мережеві технології для кластера:

• Gigabit Ethernet.

• Технології, розроблені спеціально для кластера: SCI фірми Scali Computer (~100 MB/s) і Mirynet (~120 MB/ s); (SUN, HP, Silicon Graphics).

Як правило програмування для подібних систем, здійснюється в рамках моделі передачі повідомлень. Як реалізація моделі передачі повідомлень використовується одна з доступних реалізацій MPI. Наприклад: OPENMPI, mpich, INTEL-MPI, Scali MPI, рої для устаткування від IBM.

Переваги:

• Можуть бути утворені на базі окремих комп'ютерів, що вже існують у споживачів, або ж сконструйовані з типових комп'ютерних елементів;

• Підвищення обчислювальної потужності окремих процесорів дозволяє будувати кластери з порівняно невеликої кількості окремих комп'ютерів (lowly parallel processing)

• Для паралельного виконання в алгоритмах досить виділяти тільки крупні незалежні частини розрахунків (coarse granularity).

Недоліки:

• Організація взаємодії обчислювальних вузлів кластера за допомогою передачі повідомлень зазвичай приводить до значних тимчасових затримок

• Додаткові обмеження на тип паралельних алгоритмів, що розробляються, і програм (низька інтенсивність потоків передачі даних)