Ноу Інти, лекція, паралельні системи
Анотація: У цій лекції розглядаються основні класи паралельних систем, їх характерні особливості, технології паралельного програмування і способи оцінки продуктивності супер-ЕОМ. Мета: ознайомити учнів з основними класами паралельних систем, роз'яснити методи конвеєрної і паралельної обробки даних, сформувати вміння і навички правильної оцінки продуктивності суперкомп'ютера.
Паралельна обробка даних на ЕОМ
Таким чином, основні ознаки, що характеризують супер-ЕОМ. наступні:
- найвища продуктивність;
- найсучасніший технологічний рівень (наприклад, GaAs технологія);
- специфічні архітектурні рішення, спрямовані на підвищення швидкодії (наприклад, наявність операцій над векторами);
- ціна, зазвичай понад 1-2 млн. доларів.
Який з факторів є вирішальним у досягненні сучасних фантастичних показників продуктивності? Звернемося до історичних фактів. На одному з найперших комп'ютерів EDSAC (1949 г.), що мав час такту 2 мкс, можна було виконати в середньому 100 арифметичних операцій в секунду. А пікова продуктивність суперкомп'ютера CRAY C90 з часом такту близько 4 нс - близько 1 мільярда арифметичних операцій в секунду. Таким чином, продуктивність комп'ютерів за цей період зросла приблизно в 10 мільйонів разів, а час такту зменшилася лише в 500 разів. Отже, збільшення продуктивності відбувалося і за рахунок інших факторів, найважливішим серед яких є використання нових архітектурних рішень, зокрема - принципу паралельної обробки даних.
Паралельна обробка даних має два різновиди: конвеєрні і паралельність.
Ідея конвеєрної обробки полягає у виділенні окремих етапів виконання спільної операції. причому так, щоб кожен етап, виконавши свою роботу, передавав би результат наступного, одночасно приймаючи нову порцію вхідних даних. Виграш в швидкості обробки даних виходить за рахунок поєднання перш рознесені в часі операцій.
Паралельна обробка даних передбачає наявність декількох функціонально незалежних пристроїв.