中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technology of China DEAT三 NT OF C口 MPUTER SCIENGE AND TECHNOLOr 嵌 1000 1011 1100 1101 1111 0100 0101 0110 0010 0110 0111 1110 1111 0100 0101 1101 0010 0011 1011 国家高性能计算中心(合肥 2021/2/19 16
国家高性能计算中心（合肥） 16 2021/2/19 嵌入 1000 1001 1011 1010 1100 1101 1111 1110 0100 0101 0111 0110 0000 0001 0011 0010 0100 0101 0000 0001 0110 0111 0010 0011 1100 1101 1000 1001 1110 1111 1010 1011
中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technolo of China DPAT三 NT oF C口 PUTER SCIENCE AND ECHINOLPnr 静态互连网络特性比较 网络名称网络规模节点度网络直径对剖宽度对称链路数 线性阵列 非 N-1 环形 2 是 N/2向) N 2-D网孔 2(√N-1) 非 √N 2(N-√N) Illiac网孔 非 2N Nx√N N-1 2√N 2D环绕 2N/2」 是 2N 二叉树 2(ogN1-1) 非 星形 2 非 超立方 是 N=2 N/2 nN/2 立方环N=k.2432-1+2M2)是 3N/2 国苤高性能计算中心(合肥 2021/2/19 17
国家高性能计算中心（合肥） 17 2021/2/19 网络名称 网络规模 节点度 网络直径 对剖宽度 对称 链路数 线性阵列 2 1 非 环形 2 （双 向） 2 是 2-D网孔 4 非 Illiac网孔 4 非 2-D环绕 4 是 二叉树 3 1 非 星形 2 非 超立方 n n 是 立方环 3 是 N N N N ( N N ) ( N N ) ( N N ) n N = 2 k N = k 2 N −1 N −1 N / 2 2( N −1) N −1 2 N / 2 2(log N −1) 2k −1+ k / 2 N 2 N 2 N N / 2 N / 2 N /(2k) N −1 N 2(N − N ) 2N 2N N −1 N −1 nN / 2 3N / 2 静态互连网络特性比较
中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technology of China D三PATM三NT口FC 动态互连网络(1) 总线:PCI、VME、 Multics、Sbus、 MicroChannel 多处理机总线系统的主要问题包括总线仲裁、中断处理、协议转换 快速同步、高速缓存一致性协议、分事务、总线桥和层次总线扩展等 本地外围设备 CPU板 (I总线) 存储器板 LM CPU IOC 存储器单元 本地总线 字储器总线 高速缓存[IF IF 系统总线 (底板上) I/O板 通信板 IOP IF IF CC 数据总线 数据总线 缓冲 缓冲 IF 磁盘和磁带打印机 网络 国家高性能计鲜心(合肥戎绘图仪 2021/2/19 (以太风
国家高性能计算中心（合肥） 18 2021/2/19 动态互连网络 (1) ▪ 总线：PCI、VME、Multics、Sbus、MicroChannel ▪ 多处理机总线系统的主要问题包括总线仲裁、中断处理、协议转换、 快速同步、高速缓存一致性协议、分事务、总线桥和层次总线扩展等 LM IOC 本地总线 高速缓存 CPU IF IF IF 存储器总线 存储器单元 IF IF CPU板 存储器板 I/O板 通信板 系统总线 (底板上) 数据总线 缓冲 IOP CC 数据总线 网络 (以太网等) 磁盘和磁带 部件 打印机 或绘图仪 本地外围设备 (SCSI总线) MC 缓冲 IF
中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science D三PATM三NT口FC 卷互邃阙绐”(2 交叉开关( Crossbar) ■单级交换网络,可为每个端口提供更高的带宽。象电话交换机 样,交叉点开关可由程序控制动态设置其处于“开”或“关 状态,而能提供所有(源、目的)对之间的动态连接。 ■交叉开关一般有两种使用方式:一种是用于对称的多处理机或 多计算机机群中的处理器间的通信;另一种是用于SMP服务器 或向量超级计算机中处理器和存储器之间的存取 input 1 Input 2 is connected to ouput 2 mput 3 is connected to output 4, crosspoint mput 4 is connected to output 3 input 3 Note Connections between free input 4 ts and input 5 output 1 output 2 output 3 output 4 A Small Crossbar sw itch 国家高性能计算中心(合肥 2021/2/19 19
国家高性能计算中心（合肥） 19 2021/2/19 动态互连网络 （2） ▪ 交叉开关（Crossbar）： ▪ 单级交换网络，可为每个端口提供更高的带宽。象电话交换机 一样，交叉点开关可由程序控制动态设置其处于“开”或“关” 状态，而能提供所有（源、目的）对之间的动态连接。 ▪ 交叉开关一般有两种使用方式：一种是用于对称的多处理机或 多计算机机群中的处理器间的通信；另一种是用于SMP服务器 或向量超级计算机中处理器和存储器之间的存取
中国料学火计算机科学与波术系 niversity of Science and Technology of China D三PAT三NT口F 态互联网络(3 单级交叉开关级联起来形成多级互连网络MIN (Multistage Interconnection Network) 0 0 00— (a)4种可能的开关连接 输入 输出 000 001 010 011 第1级 (b)一种8输入的 Ome ga网络 国家高性能计算中心(合肥 2021/2/19 20
国家高性能计算中心（合肥） 20 2021/2/19 动态互联网络 （3） ▪ 单级交叉开关级联起来形成多级互连网络MIN （Multistage Interconnection Network） 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 (a)4种可能的开关连接 000 001 010 011 100 101 110 111 输入 000 001 010 011 100 101 110 111 输出 第0级 第1级 第2级 (b)一种8输入的Omega网络