Page 210 - 6111

Лекція № 17

СТРУКТУРИ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ
З ФІКСОВАНОЮ СИСТЕМОЮ ЗВ’ЯЗКІВ

17.1 Системи з фіксованою структурою з серійних
мікропроцесорів
MPP-системи з серійних мікропроцесорів роблять можливим
збереження традиційного стилю програмування. Принциповим
обмеженням продуктивності цих обчислювальних систем служить
сам характер функціонування процесора. Фази “вибірка команди”,
“дешифрування команди”, “вибірка операндів” представляють
собою “накладні витрати” на власне необхідну користувачу дію –
“виконання команди”. Продуктивність втрачається прямо, якщо
фази виконання команди реалізуються послідовно з мінімальними
витратами устаткування, або опосередковано шляхом збільшення
витрат апаратури на суміщення фаз різних команд, як у сучасних
мікропроцесорах. Однак при цьому зростає об’єм обладнання
мікропроцесора, а, отже, зменшується сумарна кількість процесорів
однокристальної обчислювальної системи, викликаючи відповідне
зменшення продуктивності. У однокристальних векторно-
конвеєрних процесорах вплив розглянутого фактора обмеження
продуктивності знижується, але не виключається повністю.

17.2 Спеціалізовані системи з фіксованою структурою
Важливість вирішення деяких актуальних завдань виправдовує
побудову спеціалізованих обчислювальних систем. В якості
яскравого представника цього класу систем можна вказати систему
GRAPE - 6, призначену для вирішення завдання взаємодії N тіл.
Існуюча конфігурація GRAPE - 6 включає 2048 спеціалізованих
конвеєрних мікропроцесорів, кожний з яких має 6 конвеєрів, що
використовуються для обчислення гравітаційної взаємодії між
частинками. GRAPE - 6 являє собою кластер, утворений з 16 вузлів,
об’єднаних комутатором Gigabit Ethernet. Кожен вузол складається
з ПК на базі мікропроцесора AMD Athlon XP-1800+,
функціонуючого під управлінням ОС Linux, і 4 спеціалізованих
плат, об’єднаних між собою і платами сусідніх вузлів спеціальними
каналами. На кожній платі встановлюється 32 спеціалізованих
кристалів GRAPE-6.
Теоретична пікова продуктивність GRAPE - 6 - 63,4 трлн.оп ./ с.
На реальній задачі з моделювання формування зовнішніх планет
сонячної системи досягнута продуктивність 29500000000000 оп. / с.
209