Презентация Параллельные архитектуры с неоднородным доступом к памяти. NUMA-системы онлайн

Содержание слайда: Параллельные архитектуры с неоднородным доступом к памяти. NUMA-системы Выполнил: Кобец С. Ю. А-13-08  Преподаватель: Шамаева О. Ю.

Содержание слайда: Основные классы современных параллельных компьютеров Симметричные мультипроцессорные системы Symmetric Multiprocessing - SMP

Содержание слайда: Массивно-параллельные системы Массивно-параллельные системы Massive Parallel Processing - MPP

Содержание слайда: NUMA-архитектура NUMA-архитектура Non-Uniform Memory Architecture

Содержание слайда: Особенности NUMA Каждая группа процессоров имеет свою собственную память. Каждый ЦП может иметь доступ к памяти, связанной с другими группами. Доступ к локальной памяти происходит быстрее, чем к памяти, связанной с другими узлами NUMA.

Содержание слайда: Работа с памятью Доступ процессорного элемента к собственной локальной памяти оказывается в 5-10 раз быстрее, чем доступ к общему блоку памяти и к блокам локальной памяти других процессорных элементов. Отношение времен доступа к внешней и локальной памяти называется коэффициентом NUMA. Чем выше коэффициент NUMA, тем больше издержки на доступ к памяти других узлов.

Содержание слайда: Когерентность кэша В многопроцессорных системах несколько процессорных узлов работают одновременно, поэтому возможна ситуация параллельного доступа к одной ячейке памяти. Механизм уведомления всех узлов об изменении значения в общей памяти называется протоколом когерентности (memory coherence protocol).

Содержание слайда: В класс NUMA входят системы без кэширования nc-NUMA (No Caching NUMA) и системы с согласованной кэш-памятью cc-NUMA (Coherent Cache NUMA). В класс NUMA входят системы без кэширования nc-NUMA (No Caching NUMA) и системы с согласованной кэш-памятью cc-NUMA (Coherent Cache NUMA). Примеры cc-NUMA: HP 9000 V-class в SCA-конфигурациях, SGI Origin2000, Sun HPC 10000, IBM/Sequent NUMA-Q 2000, SNI RM600.

Содержание слайда: Масштабируемость Главный выигрыш от использования NUMA — это масштабируемость. Масштабируемость NUMA-систем ограничивается объемом адресного пространства, возможностями аппаратуры поддержки когерентности кэшей и возможностями операционной системы по управлению большим числом процессоров.

Содержание слайда: Операционная система Обычно вся система работает под управлением единой ОС. Но возможны также варианты динамического "подразделения" системы, когда отдельные "разделы" системы работают под управлением разных ОС.

Содержание слайда: Модель программирования Программирование происходит в модели общей памяти — POSIX threads, OpenMP. OpenMP реализует параллельные вычисления с помощью многопоточности, в которой «главный» поток создает набор подчиненных потоков и задача распределяется между ними. Задачи, выполняемые потоками параллельно, также как и данные, требуемые для выполнения этих задач, описываются с помощью специальных директив препроцессора соответствующего языка — прагм.

Содержание слайда: Примеры суперкомьютеров NUMA-Q 2000 Производитель : IBM (ранее – Seqent) Класс архитектуры : cc-NUMA, используется для организации сложных информационных систем. Модификации: Model E410/E330/E320/E300/E200 Процессоры: Intel Pentium III Xeon (700 MHz в модели E410) Узел: от 4 до 64 процессоров, до 64 GB оперативной памяти; узел состоит из базовых плат по 4 процессора (quads), соединенных между собой коммутатором IQ-Link. Масштабируемость: Возможна организация кластеров, включающих до 4 узлов Системное ПО: Используется операционная система DYNIX/ptx - версия UNIX от Sequent. Внутри одной системы могут одновременно исполняться UNIX и Windows NT.

Содержание слайда: SGI Origin2000 SGI Origin2000 Производитель : Silicon Graphics Класс архитектуры: cc-NUMA Процессор: 64-разрядные RISC-процессоры MIPS R10000, R12000/300MHz . Модуль: Основной компонент системы - модуль Origin, включающий от 2 до 8 процессоров MIPS R10000 и до 16GB оперативной памяти. Масштабируемость: Поставляются системы Origin2000, содержащие до 256 процессоров (т.е. до 512 модулей). Вся память системы (до 256GB) глобально адресуема, аппаратно поддерживается когерентность кэшей. Коммутатор: Модули системы соединены с помощью сети CrayLink, построенной на маршрутизаторах MetaRouter. Системное ПО: Используется операционная система SGI IRIX. Средства программирования: Поставляется распараллеливающий компилятор Cray Fortran 90. Поддерживается стандарт OpenPM.

Содержание слайда: RM600 E RM600 E Производитель : Siemens Computer Systems (SNI), серия RM Servers. Класс архитектуры: cc-NUMA Модификации: E60, E20 Процессор: Используются процессоры MIPS R10000 (200MHz). Число процессоров: Процессорные платы с SMP-архитектурой объединяют до 4-х процессоров. Система включает в общей сложности до 24 процессоров в модели E60 и до 8 в модели E20. Память: Общий объем оперативной памяти систем E60 - до 4GB, а систем E20 - до 2GB. Архитектура памяти системы - NUMA. Масштабируемость: Несколько систем RM600 E могут объединяться в кластерную (MPP) систему - Reliant Cluster Server. Системное ПО: Устанавливается операционная система Reliant UNIX.