Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Александров Е.К. -> "Микропроцессорные системы" -> 516

Микропроцессорные системы - Александров Е.К.

Александров Е.К., Грушвицкий Р.И., Купрянов М.С., Мартынов О.Е. Микропроцессорные системы — Спб.: Политехника, 2002. — 935 c.
ISBN 5-7325-0516-4
Скачать (прямая ссылка): mikroprocessorniesistemi2002.djvu
Предыдущая << 1 .. 510 511 512 513 514 515 < 516 > 517 518 519 520 521 522 .. 528 >> Следующая

числом процессоров. В дальнейшем рост числа процессорных элементов
определялся ростом удельного веса аппаратной части с одновременным
снижением ее стоимости. Цена размеров перекрестного соединения становится
лимитирующим фактором, и в большинстве случаев это приводит к появлению
многоуровневой иерархической структуры коммуникационной среды (multistage
interconnection network), показанной на рис. 9.3, б. В этом случае цена
растет медленнее, чем число портов. Понятно, что экономия приводит к
увеличению времени ожидания соединения (latency) и уменьшению полосы
пропускания на порт. Способность доступа ко всей памяти прямо из каждого
процессора имеет несколько преимуществ: любой процессор может запустить
любые процессы или обратиться к любому событию ввода/вывода, а структуры
данных могут быть разделены внутри операционной системы.
Широкое применение систем с разделяемой общей памятью связано с
появлением 32-битных микропроцессоров в середине 1980 г., кэш-память,
плавающая запятая, и управление блоком памяти было реализовано на одной-
двух платах (Bell, 1985). Большинство машин среднего уровня, включающих
миникомпьютеры, серверы, рабочие станции и персональные компьютеры, имеют
шинную организацию (bus interconnect) как показано на рис 9.3, в, и эта
шина может быть адаптирована для поддержки многопроцессорных систем.
Стандартный механизм доступа к шине позволяет любому процессору достичь
любого физического адреса в системе. Как и в случае перекрестного
соединения (см. рис. 9.3, а), вся память равноудалена от процессоров,
поэтому все процессоры имеют одинаковое время доступа (latency) к памяти.
913
АРХИТЕКТУРЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Л П П П
УХ
[XI
С с
Пр Пр
п t п I п п м /к
i с Пр 1 с Пр 1 : I/O I/O
Рис. 9.3. Типовые схемы коммуникационных сетей
Рис. 9.4. Структурная организация четырехпроцессорного компьютера Intel
Pentium Pro "quad pack"
914
АРХИТЕКТУРЫ С РАЗДЕЛЯЕМОЙ ОБЩЕЙ ПАМЯТЬЮ
Такая конфигурация обычно называется symmetric multiprocessor (SMP). SMP
идеально подходит как для параллельных программ, так и для
мультипрограммирования. Типичным примером организации многопроцессорной
системы с симметричным доступом к памяти, основанной на шинной
архитектуре, является компьютер Intel Pentium Pro four-processor "quad
pack", иллюстрирующий первый SMP для широкого рынка (рис. 9.4).
Материнская плата Intel quad-processor Pentium Pro использовалась во
многих многопроцессорных серверах, таких как HP NetServer LX series,
являясь главным элементом дизайна для систем с малым числом процессоров -
small-scale design. Как показано на рис. 9.4, на ней можно было
объединить до четырех процессорных модулей (Пр-модуль), содержащих
Pentium Pro (166 MHz) процессор (CPU), кэш-память, контроллер прерываний,
интерфейс шины. Такой модуль был реализован на одном кристалле, имеющем
разъемы для прямого включения в 64-битную шину памяти. 66 MHz-шина имела
пиковую пропускную способность 528 Мб/с. Двухкристальный контроллер
памяти и четырехкрис-талъный контроллер мультиплексного канала (memory
interleave unit (MIU)) обеспечивали взаимодействие шины с модулями памяти
(DRAM). Шина памяти через PCI-мосты сопрягалась с двумя независимыми
шинами стандарта PCI, которые обеспечивали связь с монитором, сетью и
устройствами ввода/вывода (I/O). Структура Pentium Pro "quad pack" была
похожа на большинство ранних машин класса SMP, но ее реализация
отличалась наибольшей степенью интеграции.
На рис. 9.5 показана структура сервера Sun Enterprise Server, который
также поддерживает симметричный доступ к памяти (SMP), несмотря на то,
что она физически распределена между процессорными платами.
В отличие от Pentium Pro "quad pack", многопроцессорный сервер Sun
UltraSparc-based Enterprise является представителем систем большей
размерности по числу процессоров (larger-scalle design). Широкая (256
бит), высоко поплайнизированная шина памяти имеет пропускную способность
2,5 Гб/с. Сервер имеет иерархическую структуру, где каждая плата
реализует структурную единицу системы, либо вычислительный модуль (Пр-
модуль) из двух процессоров и памяти, либо модуль ввода/вывода. Наличие
двух типов модулей является обязательным условием работоспособности
системы. Вычислительный модуль содержит два процессора UltraSparc, каждый
их которых имеет двухуровневую кэш-память [первый уровень (С') - 16 Кб,
второй уровень (С") - 512 Кб], плюс два 512-bit-wide банка памяти и
внутренний коммутатор. Модуль ввода/вывода поддерживает три SBUS слота
для расширения функции ввода/вывода, SCSI разъем, 100Ы Ethernet-порт и
два конектора для подключения оптических каналов - FiberChannell
interfaces. Стандартная конфигурация сервера включает в себя 24
процессорных и 6 модулей ввода/вывода. Хотя банки памяти являются
физически разнесенными попарно между процессорными модулями, вся память
равноудалена от процессоров и доступна им через общую шину, что
соответствует требованиям SMP. Данные могут быть размещены в любом месте
Предыдущая << 1 .. 510 511 512 513 514 515 < 516 > 517 518 519 520 521 522 .. 528 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed