Массивно-параллельная архитектура MPP

Главная особенность массивно-параллельной архитектуры (MPP – massive parallel processing) состоит в том, что память физически разделена. Система строится из отдельных модулей, содержащих процессор, локальный банк операционной памяти (ОП), коммуникационные процессоры (рутеры) или сетевые адаптеры, иногда – жесткие диски и/или другие устройства ввода/вывода. Доступ к банку ОП из данного модуля имеют только процессоры (ЦП) из этого же модуля. Используются два варианта работы операционной системы (ОС) на машинах MPP-архитектуры. В одном полноценная операционная система (ОС) работает только на управляющей машине (front-end), на каждом отдельном модуле функционирует сильно урезанный вариант ОС, обеспечивающий работу только расположенной в нем ветви параллельного приложения. Во втором варианте на каждом модуле работает полноценная UNIX-подобная ОС, устанавливаемая отдельно.

Главным преимуществом систем с раздельной памятью является хорошая масштабируемость.

Недостатки:

• отсутствие общей памяти снижает скорость межпроцессорного обмена. Требуется специальная техника программирования для реализации обмена сообщениями между процессорами;

• каждый процессор может использовать только ограниченный объем локального банка памяти;

• требуются значительные усилия для того, чтобы максимально использовать системные ресурсы, высокая цена программного обеспечения для массивно-параллельных систем с раздельной памятью.

Коммуникационную среду, реализующую множество соединений между процессорами или вычислительными узлами в многопроцессорных системах, называют коммутатором. По способу реализации различают коммутаторы с временной и пространственной коммутацией.

При временной коммутации передача информации осуществляется методами разделения времени или мультиплексирования. Такой коммутатор называется в простейшем случае общей шиной (ОШ).

В каждый момент времени ОШ способна, передавать лишь одно сообщение, т. е. она представляет собой разделенную во времени шину. Обычно шина является пассивным элементом, управление передачами осуществляется передающими и принимающими устройствами. Приоритеты доступа:

Статические приоритеты. Каждое устройство в системе получает уникальный приоритет.

Динамические приоритеты. Приоритеты динамически изменяются, предоставляя устройствам более или менее равные шансы получения доступа к шине.

Фиксированные временные интервалы. Все устройства по порядку получают одинаковые временные интервалы для осуществления передачи. Если устройство не имеет данных для передачи, интервал все равно ему предоставляется.

Очередь FIFO. «первый пришел – первый ушел».