KIẾN TRÚC CÁC HỆ THỐNG TÍNH TOÁN - CHƯƠNG 6

Với kiến trúc đơn bộ xử lý:Tốc độ của bộ xử lý ngày càng được nâng cao và nhanh hơnso với tốc độ truy cập bộ nhớ . Hiện tượng thắt cổ chai (bottle-neck): trong các chu trình lệnh,CPU sẽ lãng phí một vài chu kỳ đồng hồ để chờ đợi quá trìnhtruy cập bộ nhớ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
KIẾN TRÚC CÁC HỆ THỐNG TÍNH TOÁN - CHƯƠNG 6KIẾN TRÚC CÁC HỆ THỐNG TÍNH TOÁNNguyễn Phú BìnhTrần Trung KiênBộ môn KTMT - Khoa CNTTTrường ĐH Bách Khoa Hà Nội 1 Lưu ý của tác giả Không được tự ý sao chép hay quảng bá bài giảng này khi chưa được sự đồng ý của các tác giả. Địa chỉ liên hệ của các tác giả: Nguyễn Phú Bình Email: ngphubinh@yahoo.com Mobile: 0983533925 Website: http://phubinh.vicosoft.com/ktmt Trần Trung Kiên Email: trankien_bk@yahoo.com Mobile: 0914919392 Bộ môn Kỹ thuật Máy tính Khoa Công nghệ Thông tin Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội C1- P322, Tel: 8696125 Website: http://ktmt.shorturl.com 2 Ôn Tập1. Ứng dụng của các hệ thống tính toán đa bộ xử lý2. Phân loại của Flin3. Phân biệt shared-memory và distributed memory system4. Phân biệt UMA, SMP,NUMA, Cluster, MPP5. Myrinet 3 1.Ứng dụng của các hệ thống tính toán đa bộ xử lý Với kiến trúc đơn bộ xử lý: Tốc độ của bộ xử lý ngày càng được nâng cao và nhanh hơn  so với tốc độ truy cập bộ nhớ . Hiện tượng thắt cổ chai (bottle-neck): trong các chu trình lệnh,  CPU sẽ lãng phí một vài chu kỳ đồng hồ để chờ đợi quá trình truy cập bộ nhớ.  Kiến trúc song song là một giải pháp hữu hiệu để tăng năng lực cho các hệ thống tính toán. Hệ thống đa bộ xử lý, song song dùng để thực hiện những bài toán đòi hỏi khối lượng tính toán lớn. 4 2. Phân loại của Flynn Theo tài liệu: Flynn, M. “Some Computer Organizations and Their Effectiveness”, IEEE Transactions on Computers, 9/1972. Flynn classified programs and computers by whether they were operating using a single set or multiple sets of instructions, whether or not those instructions were using a single or multiple sets of data. 5 Phân loại của Flynn (tiếp) Có 4 loại kiến trúc máy tính: SISD (Single Instruction Single Data stream): kiến trúc đơn  dòng lệnh, đơn dòng dữ liệu. SIMD (Single Instruction Multiple Data stream): kiến trúc đơn  dòng lệnh, đa dòng dữ liệu. MISD (Multiple Instruction Single Data stream): kiến trúc đa  dòng lệnh, đơn dòng dữ liệu. MIMD (Multiple Instruction Multiple Data stream): kiến trúc đa  dòng lệnh, đa dòng dữ liệu. 6 a. Kiến trúc SISD Đơn dòng lệnh Một bộ xử lý Dữ liệu được lưu trữ trong một bộ nhớ Chính là kiến trúc Von Neumann 7 b. Kiến trúc MISD Theo Flynn thì không tồn tại máy tính theo kiến trúc này. 8 c. Kiến trúc SIMD DS Đơn dòng lệnh điều khiển đồng PE1 LM1 thời các phần tử xử lý PE (Processing Element) DS Mỗi phần tử xử lý có một bộ PE2 LM2 IS nhớ dữ liệu riêng LM (Local CU Memory) Mỗi lệnh được thực hiện trên DS một tập các dữ liệu khác nhau. PEn LMn 9 d. Kiến trúc MIMD Tập các bộ xử lý: các bộ xử lý đồng thời thực hiện các dãy lệnh khác nhau trên các dữ liệu khác nhau. Các mô hình MIMD: Multiprocessor (Shared Memory) – đa bộ xử lý  Multicomputer (Distributed Memory) – đa máy tính  10 3. Shared-memory và distributed memory system Có 2 mô hình: a. Mô hình bộ nhớ riêng biệt / bộ nhớ phân tán (Distributed- Memory ) b. Mô hình bộ nhớ chia sẻ (Shared-Memory) 11a. Mô hình bộ nhớ riêng biệt 12 Mô hình bộ nhớ riêng biệt Hệ thống được tạo bởi các máy tính riêng biệt kết nối với nhau bằng mạng nội bộ tốc độ cao. Những hệ thống song song kiểu này được gọi là hệ thống Boewufs hay Beowulf Cluster (hệ thống bó Beowulf). Các m ...