Инструменты пользователя

Инструменты сайта


examination:avs:question26

Симметричные мультипроцессорные системы (SMP)

Системы SMP состоят из совокупности процессоров, обладающих одинаковыми возможностями доступа к памяти и внешним устройствам (ВУ). Они функционируют под управлением одной операционной системы (ОС).

Все процессоры SMP разделяют общую память с единым адресным пространством.

Свойства системы:

1. масштабирование приложений;

2. создание приложений в привычных программных средствах;

3. программирование на базе разделяемой памяти;

4. высокая пропускная способность;

5. одинаковое время доступа по всей памяти;

6. поддержка когерентности КЭШ памяти и блоков основной памяти.

Недостатки системы:

Степень масштабируемости ограничена пределами осуществления ограниченного доступа всех ЦП к ОП со скоростью, характерной для однопроцессорных компьютеров.

На данный момент SMP распространена в классе профильных рабочих станций на базе RISC-процессоров. Для построения систем с большим числом ЦП применяются кластерные системы и МРР. Оба направления используют SMP как системообразующий вычислительный модуль.

Примеры SMP:

1. МВС с общим кэшем и общей ОП

В качестве ОП может использоваться память с горизонтальным расслоением или блочно-модульная память.

Основные проблемы:

- скорость работы кэша

- блокировка при совместном доступе нескольких процессоров на одновременную запись или чтение по одному адресу.

Кэш-память должна работать с тактовой частотой в n раз больше, чем тактовая частота ЦП (всего n ЦП), так как она должна обеспечивать данные процессоры с частотой 1 раз в такт, иначе процессор должен быть заблокирован до момента получения команды записи или чтения требуемых данных. Следовательно, это приводит к понижению производительности.

2. МВС с раздельными кэшами и общей ОП

Данная модель больше распространена на практике в настоящее время. Каждый вычислительный модуль имеет собственный кэш. Имеется общая разделяемая ОП, все вычислительные модули подсоединены к ней с помощью шин.

Все действия с использованием транзакций шины, производимые ЦП и ВнУ с копиями строк, как в каждом кэше, так и в ОП, доступны для отслеживания всеми вычислительными модулями. Это является следствием того, что в любой момент шине передает только один модуль, а воспринимают все абоненты, подключенные к шине.

В такой машине кэши могут содержать как разделяемые, так и частные данные. Частные данные - это данные, которые используются одним процессором, в то время как разделяемые данные используются многими процессорами, по существу обеспечивая обмен между ними. Когда кэшируется элемент частных данных, их значение переносится в кэш для сокращения среднего времени доступа, а также требуемой полосы пропускания. Поскольку никакой другой процессор не использует эти данные, этот процесс идентичен процессу для однопроцессорной машины с кэш-памятью. Если кэшируются разделяемые данные, то разделяемое значение реплицируется и может содержаться в нескольких кэшах. Кроме сокращения задержки доступа и требуемой полосы пропускания такая репликация данных способствует также общему сокращению количества обменов. Однако кэширование разделяемых данных вызывает новую проблему: когерентность кэш-памяти.

examination/avs/question26.txt · Последние изменения: 2014/01/15 12:10 (внешнее изменение)