南京大学：《并行处理技术——分布式与并行计算 Distributed and Parallel computing（并行计算——结构、算法、编程）》课程教学资源（课件讲稿）第二章 并行计算硬件结构基础——当代并行机系统（SMP、MPP和Cluster）

第二章当代并行机系统 *2.1共享存储多处理机系统 *2.1.1对称多处理机SMP结构特性 *2.2分布存储多计算机系统 *2.2.1大规模并行机MPP结构特性 *2.3机群系统 *2.3.1大规模并行处理系统MPP机群SP2 *2.3.2工作站机群COW 2011/9/13

 2.1 共享存储多处理机系统  2.1.1 对称多处理机SMP结构特性  2.2 分布存储多计算机系统  2.2.1 大规模并行机MPP结构特性  2.3 机群系统  2.3.1 大规模并行处理系统MPP机群SP2  2.3.2 工作站机群COW 2 2011/9/13 第二章 当代并行机系统

对称多处理机SMP(1) 米 SMP:采用商用微处理器，通常有片上和片外Cache, 基于总线连接，集中式共享存储，UMA结构 *例子：SGI Power Challenge,DEC Alpha Server,, Dawning 1 P/C P/C P/C 总线或交叉开关 SM SM I/0 2011/9/13

 SMP: 采用商用微处理器，通常有片上和片外Cache， 基于总线连接，集中式共享存储，UMA结构  例子：SGI Power Challenge, DEC Alpha Server, Dawning 1 3 2011/9/13 对称多处理机SMP(1) P/C S M S M I/O 总线或交叉开关 P/C … P/C

对称多处理机SMP(2) *优，点 *对称性 *单地址空间，易编程性，动态负载平衡，无需显示数据分配 *高速缓存及其一致性，数据局部性，硬件维持一致性 *低通信延迟，Load/Store完成 *问题 *欠可靠，BUS,0S,SM *通信延迟（相对于CPU),竞争加剧 *慢速增加的带宽(MB double/3年，IOB更慢) *不可扩放性-〉CC-NUMA 4 2011/9/13

 优点  对称性  单地址空间，易编程性，动态负载平衡，无需显示数据分配  高速缓存及其一致性，数据局部性，硬件维持一致性  低通信延迟，Load/Store完成  问题  欠可靠，BUS,OS,SM  通信延迟（相对于CPU），竞争加剧  慢速增加的带宽（MB double/3年,IOB更慢）  不可扩放性‐‐‐〉CC‐NUMA 4 2011/9/13 对称多处理机SMP(2)

大规模并行机MPP 成百上千个处理器组成的大规模计算机系统，规模是 变化的。基于NORMA结构，高带宽低延迟定制互连。 *可扩放性 *Mem,l/O,平衡设计 *系统成本 *商用处理器，相对稳定的结构，SMP,分布 *通用性和可用性 *不同的应用，PVM,MPL,交互，批处理，互连对用户透明，单一 系统映象，故障 *通信要求 *存储器和/O能力 *例子：Intel Option Red,IBM SP2 Dawning1ooo 5 2011/9/13

 成百上千个处理器组成的大规模计算机系统，规模是 变化的。基于NORMA结构，高带宽低延迟定制互连。  可扩放性  Mem, I/O,平衡设计  系统成本  商用处理器，相对稳定的结构，SMP,分布  通用性和可用性  不同的应用，PVM,MPI,交互，批处理，互连对用户透明，单一 系统映象，故障  通信要求  存储器和I/O能力  例子：Intel Option Red，IBM SP2 Dawning 1000 5 2011/9/13 大规模并行机MPP

大规模并行机MPP MB MB P/C P/C LM ●●● LM NIC NIC 定制网络 6 2011/9/13

6 2011/9/13 大规模并行机MPP P/C L M NIC 定制网络 P/C L M NIC MB MB …