Przetwarzanie równoległesprzęt. Rafał Walkowiak Wybór

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Przetwarzanie równoległesprzęt. Rafał Walkowiak Wybór"

Danuta Cieślik
7 lat temu
Przeglądów:

1 Przetwarzanie równoległesprzęt 2 Rafał Walkowiak Wybór

2 Sieci połączeń komputerów równoległych (1) Zadanie: przesyłanie danych pomiędzy węzłami przetwarzającymi, pomiędzy pamięcią a węzłami przetwarzającymi Parametry: liczba wejść, wyjść, zdolność jednoczesnego łączenia, siła sygnału, długość łącza. Sieci połączeń: statyczne lub dynamiczne Sieci statyczne (ang. direct network) łącza komunikacyjne punkt-punkt, bezpośrednie sieci połączeń. Sieci dynamiczne (ang. indirect network) - łącza i przełączniki, np. ścieżka przepływu danych pomiędzy procesorem a bankami pamięci jest tworzona na bieżąco za pomocą przełączników łączących łącza. 2 2

3 Sieci połączeń komputerów równoległych (2) Sieć statyczna Sieć dynamiczna procesor złącze sieci element przełączający 3 3

4 Sieci połączeń komputerów równoległych (3) Przełączniki (ang. switch) zbiór portów wejściowych i wyjściowych (stopień przełącznika), buforowanie danych - przy konflikcie wyjścia, zmienna marszrutyzacja - obniżanie zagęszczenia ruchu, zwielokrotnienie (ang. multicast) - te same dane do wielu wyjść, powiązanie wejść i wyjść realizowane za pomocą: przełącznic, wieloportowych pamięci, multiplexerów-demultiplexerów, multiplexowanych magistral. Złącza sieci (ang. network interface) dostarczanie i odbieranie danych z sieci, pakietyzacja, określanie danych trasowania komunikatów, dostosowywanie prędkości buforowanie, sprawdzanie błędów transmisji. występują na magistrali I/O lub magistrali pamięci procesora. 4 4

5 Topologie sieci połączeń Magistrala: Medium wspólne dla wszystkich węzłów Czas dostępu ograniczony przez liczbę węzłów przyłączonych do magistrali brak skalowalności przepustowości - źle Koszt sieci rośnie liniowo ze wzrostem liczby przyłączonych węzłów dobrze. Wprowadzenie pamięci podręcznej znacznie obniża wymagania na przepustowość współdzielonej przez procesory magistrali. 5 5

6 Topologie sieci połączeń Przełącznica krzyżowa (ang. crossbar network) Cecha: brak blokowania procesorów realizujących dostęp do różnych portów pamięci: liczba banków >liczby procesorów Wada: brak skalowalności kosztu, jeżeli b>p, liczba przełączników = pb > p 2 szybko rośnie z p procesory - p banki pamięci b Element przełączający 6 6

7 Topologie sieci połączeń Wielopoziomowe sieci połączeń Po oziom 3 Poziom 2 po oziom

8 Sieć omega (przykład łączenia) Sieć połączeń omega jest siecią blokującą: realizacja połączenia między 010 i 100 oraz 110 i 110 wymaga korzystania z tego samego łącza między poziomem 1 i 2 sieci. 8 8

9 Statyczne sieci połączeń Sieć pełna: bezpośrednie połączenie pomiędzy każdymi dwoma wierzchołkami, statyczny odpowiednik sieci na tablicy przełaczników Gwiazda: jeden procesor procesorem centralnym (jest wąskim gardłem), przekazuje komunikaty pomiędzy każdymi dwoma pozostałymi węzłami, połączenie podobne do magistrali. Łańcuch: każdy węzeł oprócz pierwszego i ostatniego ma dwóch sąsiadów. Łańcuch zamknięty (pierścień): każdy z węzłów ma dwóch sąsiadów. 9 9

10 Statyczne sieci połączeń: k-d krata (mesh) Topologie sieci połączeń Zawierają k węzłów umieszczonych w każdym spośród d wymiarów k=n, d=1 łańcuch k=n, zamknięta to D wymiarowy torus k=2, D wymiarowa hyperkostka zamknięta Numeracja: Procesor w kolejnym wymiarze uzyskuje wartość 1 na kolejnej pozycji binarnej numeracji. Odległość: między węzłami jest równa liczbie różniących się pozycji w binarnej numeracji węzłów

11 Drzewiaste topologie sieci połączeń Sieć połączeń typu drzewo posiada jedno połączenie pomiędzy dowolną parą węzłów. Szczególne wersje drzew to gwiazda i łańcuch. Drzewo statyczne posiada element przetwarzający w każdym węźle drzewa, drzewo dynamiczne układ przełączający. Drzewa charakteryzują się dużymi wymaganiami na przepustowość wyższych poziomów. Rozwiązanie stanowi zwiększenie liczby łączy komunikacyjnych i przełączników na wyższych poziomach drzewa dynamicznego drzewo grube (ang. Fat tree). Węzeł przetwarzający Węzeł przełączający 11 11

Podobne dokumenty

Przetwarzanie równoległesprzęt

Przetwarzanie równoległesprzęt 2 Rafał Walkowiak Wybór 4.0.204 7.0.2 Sieci połączeń komputerów równoległych () Zadanie: przesyłanie danych pomiędzy węzłami przetwarzającymi Parametry: liczba wejść, wyjść,