ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Юрист по наследству
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Суперкомп'ютери
         

     

    Інформатика, програмування

    Міністерство освіти Російської Федерації

    Новосибірський державний технічний університет

    Кафедра автоматики та обчислювальної техніки

    Реферат на тему: "Сучасні суперЕОМ" < p> Факультет: АВТ Викладач: ... ... ... ... ... ... ... ... ....
    Група: АП-318
    Студент: Цирендиликов Батор

    Новосибірськ,

    2003 г.

    Зміст:
    Суперкомп'ютери - що це? 3
    Суперкомп'ютери - навіщо це? 5
    Суперкомп'ютери - як це? 7
    Все нове - це добре забуте старе 9
    А що ж зараз використовують у світі? 12
    Якщо десь прибуде, то десь обов'язково зменшиться 14
    Програми 16

    Перші 25 суперкомп'ютерів зі списку Top500 (листопад 2003): 16

    надскладні обчислювальні задачі, які вирішуються на суперкомп'ютерах. 18

    Класифікація архітектур обчислювальних систем (Класифікація Флінна)

    19

    Найбільш поширені сьогодні суперкомп'ютери: 21
    Список використаної літератури: 23

    Суперкомп'ютери - що це?

    Про те, що десь існують якісь містичні "дуже потужні"комп'ютери чув, напевно, кожен. Справді, не так давно було багаторозмов про поставку в Гідрометеоцентр Росії могутніх комп'ютерів фірми
    Cray Research. У пресі регулярно проходять повідомлення про нелегальніпостачання обчислювальної техніки, що потрапляє під ембарго американськогоуряду. Знову ж таки, якщо комп'ютер з ім'ям Deep Blue самого Гаррі
    Каспарова, то він, погодьтеся - і тут Вас інтуїція не підвела, ну ніякне може бути простою персоналки.

    Для багатьох подібні комп'ютери так і залишаються таємницею за сімома печатками,якоїсь TERRA INCOGNITA, з якої асоціації завжди пов'язані з чимосьвеликим: величезні розміри, великі завдання, великі фірми і компанії,неймовірні швидкості роботи чи щось інше, але обов'язково це буде "намежі ", для чого" звичайного "явно мало, а підійде тільки" супер ",суперкомп'ютер або супер-ЕОМ. У цьому інтуїтивному сприйнятті є неабиякачастка істини, оскільки до класу супер-ЕОМ належать лише ті комп'ютери,які мають максимальну продуктивність в даний час. Швидкерозвиток комп'ютерної індустрії визначає відносність даного поняття
    - Те, що десять років тому можна було назвати суперкомп'ютером, сьогодні підце визначення вже не потрапляє. Наприклад, продуктивність персональнихкомп'ютерів, які використовують Pentium-II/300MHz, порівнянна з продуктивністюсуперкомп'ютерів початку 70-х років, однак за сьогоднішніми міркамисуперкомп'ютерами не є ні ті, ні інші.

    У будь-якому комп'ютері всі основні параметри тісно пов'язані. Важко собіпредставити універсальний комп'ютер, що має високу швидкодію імізерну оперативну пам'ять, або величезну оперативну пам'ять і невеликийобсяг дисків. За логікою, робимо висновок: супер-ЕОМ це комп'ютери,що мають в даний час не тільки максимальну продуктивність, а ймаксимальний об'єм оперативної і дискової пам'яті, а такожспеціалізоване ПЗ, за допомогою якого можна ефективно всім цимскористатися.

    Визначень суперкомп'ютерів намагалися давати багато, іноді серйозних,іноді іронічних. Зокрема, років п'ять тому, коли ця тема піднімалася вконференції comp.parallel, Кен Батчер (Ken Batcher) запропонував такийваріант: суперкомп'ютер - це пристрій, що зводить проблему обчислень допроблемі введення/виводу. Все вірно, в кожному жарті є частка жарту: щораніше довго обчислювалося, часом скидаючи щось на диск, на супер-ЕОМможе виконатися миттєво, переводячи стрілки на неефективностівідносно повільні пристрої введення/виводу.

    Так про що ж мова, і які суперкомп'ютери існують в даний часу світі? Ось декілька прикладів, які показують основні параметри машин цьогокласу.

    CRAY T932, векторно-конвеєрний комп'ютер фірми CRAY Research Inc. (вНині цей підрозділ Silicon Graphics Inc.), впершевипущений в 1996 році. Максимальна продуктивність одного процесорадорівнює майже 2 млрд. операцій в секунду, оперативна пам'ять нарощується до
    8Гб (Гіга це в тисячу разів більше, ніж Мега), дисковий простір до
    256000Гб (тобто 256Тб, Тера це в тисячу разів більше, ніж Гіга). Комп'ютер умаксимальній конфігурації містить 32 подібних процесора, що працюють надєдиної спільної пам'яттю, тому максимальна продуктивність всієїобчислювальної системи складає більше 60 млрд. операцій в секунду.

    IBM SP2, масивно-паралельний комп'ютер фірми IBM (іноді такікомп'ютери називають комп'ютерами з масовим паралелізмом). В данийчас будується на основі стандартних мікропроцесорів PowerPC 604e або
    POWER2 SC, з'єднаних між собою через високошвидкісний комутатор,причому кожен має свою локальну оперативну пам'ять і дисковупідсистему. Характеристики цих мікропроцесорів відомі і особливихздивувань не викликають, проте в рамках однієї SP системи їх може бутиоб'єднано дуже багато. Зокрема, максимальна система, встановлена в
    Pacific Northwest National Laboratoriy (Richland, USA), містить 512процесорів. Виходячи з кількості процесорів, можна уявити сумарнупотужність всієї обчислювальної системи ...

    HP Exemplar, комп'ютер з кластерної архітектурою від Hewlett-Packard
    Inc. Зокрема, модель V2250 (клас V) побудована на основімікропроцесора PA-8200, що працює з тактовою частотою 240MHz. До 16процесорів можна об'єднати в рамках одного вузла з загальної оперативноїпам'яттю до 16Гб. У свою чергу вузли в рамках однієї обчислювальної системиз'єднуються між собою через високошвидкісні канали передачі даних.

    ASCI RED, дітище програми Accelerated Strategic Computing Initiative,
    - Це найпотужніший на даний момент комп'ютер. Побудований за замовленням
    Міністерства енергетики США, він об'єднує 9152 (!) Процесорів Pentium
    Pro, має 600Гб сумарною оперативної пам'яті і загальну продуктивність
    1800 мільярдів операцій у секунду. Людині треба було б 57000 років,щоб навіть з калькулятором виконати всі ті операції, що цейкомп'ютер робить за 1 секунду!

    Прості розрахунки показують, що навіть помірні конфігурації такихкомп'ютерів можуть коштувати не один мільйон доларів США - з цікавостіприкиньте, скільки коштують, скажімо, лише 600 Гбайт оперативної пам'яті?
    Виникає цілий ряд природних питань:

    Які завдання настільки важливі, що потрібні комп'ютери вартістюкілька мільйонів доларів?

    Або, які завдання настільки складні, що хорошого Pentium-IV недосить?

    Суперкомп'ютери - навіщо це?

    Для того, щоб оцінити складність розв'язуваних на практиці завдань, візьмемоконкретну предметну область, наприклад, оптимізацію процесу видобутку нафти.
    Маємо підземний нафтовий резервуар з яким-то число пробурених свердловин --за одними на поверхню відкачується нафту, за іншими назад закачуєтьсявода. Треба змоделювати ситуацію в цьому резервуарі, щоб оцінитизапаси нафти або зрозуміти необхідність у додаткових свердловинах.

    Приймемо спрощену схему, при якій моделюються область відображаєтьсяв куб, однак і її буде достатньо для оцінки числа необхіднихарифметичних операцій. Розумні розміри куба, при яких можна отримуватиправдоподібні результати - це 100 * 100 * 100 пікселів. У кожній точці куба требаобчислити від 5 до 20 функцій: три компоненти швидкості, тиск,температуру, концентрацію компонент (вода, газ і нафта - це мінімальнийнабір компонентів, у більш реалістичних моделях розглядають, наприклад,різні фракції нафти). Далі, значення функцій знаходяться як рішеннянелінійних рівнянь, що вимагає від 200 до 1000 арифметичних операцій. Інарешті, якщо досліджується нестаціонарний процес, тобто потрібно зрозуміти, якця система веде себе в часі, то робиться 100-1000 кроків за часом.
    Що вийшло:

    106 (точок сітки) * 10 (функцій) * 500 (операцій) * 500 (кроків за часом) =
    2.5 * 1012

    2500 млрд арифметичних операцій для виконання одного лишерозрахунку! А зміна параметрів моделі? А відстеження поточної ситуації призміні вхідних даних? Подібні розрахунки необхідно робити багато разів, щонакладає дуже жорсткі вимоги на продуктивність використовуванихобчислювальних систем.

    Приклади використання суперкомп'ютерів можна знайти не тільки внафтовидобувної промисловості (див. Додаток).

    За даними Марка Міллера (Mark Miller, Ford Motor Company), длявиконання crash-тестів, за яких реальні автомобілі розбиваються оббетонну стіну з одночасним виміром необхідних параметрів, зйомкою інаступною обробкою результатів, компанії Форд знадобилося б від 10 до
    150 прототипів нових моделей при загальних витратах від 4 до 60 мільйонівдоларів. Використання суперкомп'ютерів дозволило скоротити числопрототипів на одну третину.

    У 1995 році корпус автомобіля Nissan Maxima вдалося зробити на 10%міцнішим завдяки використанню суперкомп'ютера фірми Cray (The Atlanta
    Journal, 28 травня, 1995). За допомогою нього були знайдені не тільки слабкі точкикузова, але і найбільш ефективний спосіб їх видалення. Зовсім свіжий приклад
    - Це розвиток однієї з найбільших світових систем резервування Amadeus,використовуваної тисячами агентств з 180000 терміналів у більш ніж стакраїнах. Встановлення двох серверів Hewlett-Packard T600 по 12 процесорів укожному дозволила довести ступінь оперативної доступності центральнійсистеми до 99.85% при поточній завантаженні близько 60 мільйонів запитів на добу.

    І подібні приклади можна знайти всюди. Свого часу дослідникифірми DuPont шукали заміну хлорофлюорокарбону. Потрібно було знайти матеріал,що має ті ж позитивні якості: незаймистість, стійкість докорозії і низьку токсичність, але без шкідливого впливу на озоновий шар
    Землі. За один тиждень були проведені необхідні розрахунки на суперкомп'ютеріз загальними витратами близько 5 тисяч доларів. За оцінками фахівців DuPont,використання традиційних експериментальних методів дослідженьвимагало б близько трьох місяців і 50 тисяч доларів і це без урахуваннячасу, необхідного на синтез і очищення необхідної кількості речовини.

    Суперкомп'ютери - як це?

    Ну що, схоже, суперкомп'ютери і справді мають право наіснування. Тепер потрібно прояснити, як видно, основноюкрутяться на мові питання - чому вони вважають так швидко? Варіантіввідповіді може бути декілька, серед яких два мають явну перевагу:розвиток елементної бази і використання нових рішень в архітектурікомп'ютерів.

    Спробуємо розібратися, який з факторів є вирішальним у досягненнісучасних фантастичних показників продуктивності. Для дозволуцього питання звернемося до історичних фактів. Відомо, що на комп'ютері
    EDSAC (1949 р.), що мав час такту 2мкс, можна було виконати 2 * nарифметичних операцій за 18 * n мс, тобто в середньому 100 арифметичнихоперацій в секунду. Порівняємо з сучасним суперкомп'ютером CRAY C90: частакту приблизно 4нс, а пікова продуктивність близько 1 мільярдаарифметичних операцій у секунду.

    Що ж виходить? Продуктивність комп'ютерів за цей періодзросла приблизно в десять мільйонів разів. Зменшення часу тактує прямим способом збільшенням продуктивності, проте цяскладова (з 2мкс до 4нс) у загальному обсязі дає внесок лише в 500 разів.
    Звідки ж взялася решта? Відповідь очевидна - використання нових рішень вархітектурі комп'ютерів, серед яких основне місце займає принциппаралельної обробки даних.

    Даний принцип, втілюючи ідею одночасного виконання кількохдій, має два різновиди: конвеєрного і власнепаралельність. Обидва види паралельної обробки інтуїтивно зрозумілі, томузробимо лише невеликі пояснення.

    Паралельна обробка. Якщо якийсь пристрій виконує одну операціюза одиницю часу, то тисячі операцій воно виконає за тисячу одиниць. Якщоприпустити, що є п'ять таких же незалежних пристроїв, здатнихпрацювати одночасно, то ту ж тисячі операцій система з п'яти пристроївможе виконати вже не за тисячу, а за двісті одиниць часу. Аналогічносистема з N пристроїв ту ж роботу виконає за 1000/N одиниць часу.
    Подібні аналогії можна знайти і в житті: якщо один солдат скопає городза 10 годин, то рота солдатів з п'ятдесяти людина з такими жздібностями, працюючи одночасно, впораються з тією ж роботою за 12 хвилин
    - Принцип паралельності в дії!

    Конвеєрна обробка. Що необхідно для складання двох речовихчисел, представлених у формі з плаваючою комою? Ціле безліч дрібнихтаких операцій, як порівняння порядків, вирівнювання порядків, складаннямантиса, нормалізація і т.п. Процесори перших комп'ютерів виконували всіці "мікрооперації" для кожної пари аргументів послідовно один заоднієї до тих пір, поки не доходили до остаточного результату, і лишепісля цього переходили до обробки наступної пари доданків.

    Ідея конвеєрної обробки полягає у виділенні окремих етапіввиконання спільної операції, причому кожен етап, виконавши свою роботу,передавав би результат наступного, одночасно беручи нову порціювхідних даних. Отримуємо очевидний виграш у швидкості обробки за рахуноксуміщення перш рознесені в часі операцій. Припустимо, що воперації можна виділити п'ять мікрооперацій, кожна з яких виконуєтьсяза одну одиницю часу. Якщо є одне неподільне послідовнепристрій, то 100 пар аргументів воно обробить за 500 одиниць. Якщо кожнумікрооперацій виділити в окремий етап (або інакше говорять - ступінь)конвеєрного пристрої, то на п'ятому одиниці часу на різній стадіїобробки такого пристрою будуть знаходиться перші п'ять пар аргументів, авесь набір зі ста пар буде оброблений за 5 +99 = 104 одиниці часу --прискорення в порівнянні з послідовним пристроєм майже в п'ять разів (зчисла ступенів конвеєра).

    Здавалося б, конвеєрну обробку можна з успіхом замінити звичайнимпаралелізмом, для чого продублювати основний пристрій стільки разів,скільки ступенів конвеєра передбачається виділити. Справді, п'ятьпристроїв попереднього прикладу оброблять 100 пар аргументів за 100 одиницьчасу, що швидше часу роботи конвеєрного пристрою! У чому ж справа?
    Відповідь проста, збільшивши в п'ять разів кількість пристроїв, ми значнозбільшуємо як обсяг апаратури, так і її вартість. Уявіть собі, щона автозаводі вирішили прибрати конвеєр, зберігши темпи випуску автомобілів.
    Якщо раніше на конвеєрі одночасно перебувала тисячі автомобілів, то,діючи за аналогією з попереднім прикладом треба набрати тисячі бригад,кожна з яких (1) в змозі повністю зібрати автомобіль від початку докінця, виконавши сотні різного роду операцій, і (2) зробити це за те жчас, що машина перш перебувала на конвеєрі. Уявіть собівартістьтакого автомобіля. Хіба що Ламборгіні спадає на думку, але тому івиникла конвеєрна обробка ...

    Сьогодні паралелізмом в архітектурі комп'ютерів уже мало кого здивуєш.
    Всі сучасні мікропроцесори, будь то Pentium IV або PA-8200, MIPS
    R10000 або Power2 SuperChip використовують той чи інший вид паралельноїобробки. На презентаціях нових чіпів і в прес-релізах корпорацій цепідноситься як останнє слово техніки та передовий край науки, і цедійсно так, якщо розглядати реалізацію цих принципів саме врамках одного кристала.

    Разом з тим, самі ці ідеї з'явилися дуже давно. Спочатку вонивпроваджувалися в самих передових, а тому одиничних, комп'ютерах свогочасу. Потім після належної відпрацювання технології і здешевленнявиробництва вони спускалися в комп'ютери середнього класу, і, нарешті,сьогодні все це в повному обсязі втілюється в робочих станціях іперсональних комп'ютерах.

    Все нове - це добре забуте старе

    Для того щоб переконатися, що всі основні нововведення в архітектурісучасних процесорів насправді використовувалися ще з часів, колині мікропроцесорів, ні поняття суперкомп'ютерів ще не було, здійснимомаленький екскурс в історію, почавши практично з моменту народження першого
    ЕОМ.

    Всі самі перші комп'ютери, наприклад, EDSAC, EDVAC, UNIVAC, спочаткузчитувати дані послідовно біт за бітом з пам'яті, а потім їханалогічно обробляли в арифметичному пристрої.

    1953 Першим комерційно доступним комп'ютером, що використовують розрядно -паралельну пам'ять (на CRT) і розрядно-паралельну арифметику, ставкомп'ютер IBM 701. До слова буде сказано, найбільшу популярність в тойчас отримала модель IBM 704 (1955 р.), проданої в кількості 150примірників (!), в якій, крім згаданих особливостей, була впершезастосована пам'ять на феритових сердечниках і апаратне арифметичнепристрій з плаваючою точкою.

    1958р. Процесори перших комп'ютерів самі керували вводом/виводом.
    Однак швидкість роботи самего швидкого зовнішнього пристрою, а за тимичаси це магнітна стрічка, була в 1000 разів менше швидкості процесора,тому під час операцій введення/виводу процесор фактично простоював. У
    1958р. до комп'ютера IBM 704 приєднали 6 незалежних процесоріввведення/виводу, які після отримання команд могли працювати паралельно зосновним процесором, а сам комп'ютер перейменували на IBM 709. Данамодель вийшла напрочуд вдалою, тому що разом з модифікаціями булопродано близько 400 екземплярів, причому останній був вимкнений у 1975 році -
    20 років існування!

    1961р. Створюється комп'ютер IBM STRETCH, що має дві принципововажливі особливості: випереджаюче перегляд вперед для вибірки команд ірозшарування пам'яті на два банки для узгодження низькій швидкості вибірки зпам'яті і швидкості виконання операцій.

    1963р. У Манчестерському університеті розроблено комп'ютер ATLAS,використовує конвеєрний принцип виконання команд. Виконання командрозбито на 4 стадії: вибірка команди, обчислення адреси операнда, вибіркаоперанда і виконання операції, що дозволили зменшити час виконаннякоманд у середньому з 6 мкс до 1,6 мкс. Справедливості ради треба зазначити, щоданий комп'ютер взагалі залишив помітний слід в історії розвиткуобчислювальної техніки: крім сказаного, в ньому вперше була використанамультипрограмному операційна система, заснована на використаннівіртуальної пам'яті і системи переривань.

    1964р. Фірма Control Data Corporation (CDC) при безпосередньомуучастю одного з її засновників, Сеймура Р. Крея (Seymour R. Cray) випускаєкомп'ютер CDC-6600 - перший комп'ютер, в якому використовувалося кільканезалежних функціональних пристроїв. Для порівняння з сьогоднішнім днемнаведемо деякі параметри комп'ютера: час такту 100нс,продуктивність 2-3 млн. операцій в секунду, оперативна пам'ять розбитана 32 банку за 4096 60-ти розрядних слів, цикл пам'яті 1мкс, 10 незалежнихфункціональних пристроїв. Машина мала величезний успіх на науковому ринку,активно витісняючи машини фірми IBM.

    1969р. CDC випускає комп'ютер CDC-7600 з вісьмома незалежнимиконвеєрними функціональними пристроями - поєднання паралельної іконвеєрної обробки.

    У 1967 році були розпочаті роботи над проектом ILLIAC IV, перший матричнимпроцесором, що об'єднує 256 синхронно працюють процесорних елементів.
    До кінця 1971 року виготовлена система з 64-х процесорів, в 1974р. вонавведена в експлуатацію, проте доведення йшла до 1975 року. Незважаючи на те,що побудували в 4 рази менше задуманого, та й то лише в одному примірнику,а грошей у результаті витратили в 4 рази більше, цей проект надаввеличезний вплив на архітектуру наступних машин подібного класу таких,як PEPE, BSP, ICL DAP і ряду інших.

    У 1972 році С. Крей залишає CDC і засновує свою компанію Cray
    Research, що в 1976р. випускає перший векторно-конвеєрний комп'ютер
    CRAY-1: час такту 12.5нс, 12 конвеєрних функціональних пристроїв,пікова продуктивність 160 мільйонів операцій у секунду, оперативнапам'ять до 1Мслова (слово - 64 розряду), цикл пам'яті 50НС. Головнимнововведенням є введення векторних команд, що працюють з цілимимасивами незалежних даних і дозволяють ефективно використовуватиконвеєрні функціональні пристрої.

    На цьому же цей екскурс в історію можна сміливо закінчити, оскількироль паралелізму і його вплив на розвиток архітектури комп'ютерів ужеочевидна.

    Принагідно варто зауважити, що паралелізм це не тільки передоватехнологія, яка використовується в усіх сучасних суперкомп'ютерах, а йдосить велика сила. Черговий приклад тому з'явився зовсім недавно. Заповідомленням Electronic Frontier Foundation, Джон Гилмор (John Gilmore) і Поль
    Кочеров (Paul Kocher) змогли зламати 56-бітний код, що використовується банками тадеякими військовими організаціями США, за допомогою зібраної в домашніхумовах паралельної обчислювальної системи.

    Розкрита алгоритм шифрування, відомий як DES (Data Encryption
    Standard), використовує 56-бітові ключі, і це при тому, що зараз в реальнихситуаціях у багатьох випадках використовується лише 40-бітні. До теперішньогомоменту урядові органи США стверджували, що ні терористи, нібудь-які інші кримінальні структури не в змозі зробити комп'ютер,зламували DES.

    Вся робота по розшифровці було виконано за 56 годин на комп'ютері,що складається з більш ніж 1000 процесорів: 27 плат по 64 процесора в кожній.
    Кожна плата була підключена до звичайної персоналці, яка і керувалаусім процесом. Гілмор назвав свою систему Deep Crack - м'який натяк нашаховий комп'ютер Deep Blue від IBM. Увечері 17 липня цього року післяперевірки 17,902,806,669,197,312 ключів комп'ютер визначив, щозашифрованим пропозицією було: "It's time for those 128 -, 192 -, and 256 --bit keys. "

    А що ж зараз використовують у світі?

    За якими напрямами йде розвиток високопродуктивноїобчислювальної техніки в даний час? Таких напрямів чотири.

    1. Векторно-конвеєрні комп'ютери. Особливістю таких машин є,по-перше, конвеєрні функціональні пристрої і, по-друге, набірвекторних інструкцій в системі команд. На відміну від традиційного підходу,векторні команди оперують цілими масивами незалежних даних, щодозволяє ефективно завантажувати доступні конвеєри. Типовим представникомданого напрямку є лінія векторно-конвеєрних комп'ютерів CRAYкомпанії Cray Research.

    2. Масивно-паралельні комп'ютери з розподіленою пам'яттю. Ідеястворення комп'ютерів цього класу тривіальна: візьмемо серійнімікропроцесори, забезпечимо кожен своєю локальною пам'яттю, з'єднаємоза допомогою деякої комунікаційного середовища, наприклад, мережею - от і все.
    Переваг у такої архітектури маса: якщо потрібна високапродуктивність, то можна додати ще процесорів, а якщо обмеженіфінанси або заздалегідь відома необхідна обчислювальна потужність, то легкопідібрати оптимальну конфігурацію.

    Однак є й вирішальний "мінус", що зводить багато "плюси" нанівець. Річ уте, що міжпроцесорних взаємодія в комп'ютерах цього класу йденабагато повільніше, ніж відбувається локальна обробка даних самимипроцесорами. Саме тому написати ефективну програму для такихкомп'ютерів дуже складно, а для деяких алгоритмів іноді простонеможливо. До даного класу можна віднести комп'ютери Intel Paragon, IBM
    SP1, Parsytec, в якійсь мірі IBM SP2 і CRAY T3D/T3E, хоча в цихкомп'ютерах вплив зазначеного мінуса значно послаблено. До цього жкласу можна віднести і мережі комп'ютерів, які все частіше розглядають якдешеву альтернативу вкрай дорогим суперкомп'ютерів.

    3. Паралельні комп'ютери із загальною пам'яттю. Вся оперативна пам'ятьтаких комп'ютерів розділяється декількома однаковими процесорами. Цезнімає проблеми попереднього класу, але додає нові - числопроцесорів, що мають доступ до загальної пам'яті з чисто технічних причинне можна зробити великим. В даний напрямок входять багато сучаснихбагатопроцесорні SMP-комп'ютери, наприклад, сервер HP T600 або Sun Ultra
    Enterprise 5000.

    4. Кластери. Останній напрямок, строго кажучи, не єсамостійним, а радше являє собою комбінації попередніх трьох. Здекількох процесорів, традиційних або векторно-конвеєрних, і загальною дляних пам'яті сформуємо обчислювальний вузол. Якщо обчислювальної потужностіотриманого вузла не достатньо, то об'єднаємо декілька вузліввисокошвидкісними каналами. Подібну архітектуру називають кластерної, і потаким принципом побудовані CRAY SV1, HP Exemplar, Sun StarFire, NEC SX-5,останні моделі IBM SP2 та інші. Саме цей напрямок є найбільшперспективним в даний час.

    Два рази на рік збираються дані для формування списку п'ятисот самихпотужних обчислювальних установок світу (Top500). Остання редакція спискувийшла в листопаді цього року, згідно з якою перше місце займає комп'ютер
    Earth-Simulator, а на другій позиції стоїть комп'ютер ASCI Q - AlphaServerвід Hewlett-Packard, що об'єднує 8192 процесора Sc45.

    Якщо десь прибуде, то десь обов'язково зменшиться

    На жаль, чудеса в житті рідко трапляються. Гігантськапродуктивність паралельних комп'ютерів і супер-ЕОМ з лишкомкомпенсується складностями їх використання. Почнемо з найпростіших речей.
    У вас є програма і доступ, скажімо, до 256-процесорного комп'ютера. Щови очікуєте? Та ясно що: ви цілком законно очікуєте, що програма будевиконуватися в 256 разів швидше, ніж на одному процесорі. А от як разцього, швидше за все, і не буде.

    Припустимо, що у вашій програмі частка операцій, які потрібновиконувати послідовно, дорівнює f, де 0

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати ! DMCA.com Protection Status