37. Классификация параллельных систем класса MIMD.

По данной классификации вычислительные системы этого типа делятся на многопроцессорные системы, совместно использующие оперативную память, и многомашинные системы, осуществляющие обмен с помощью передачи сообщений.

Преимуществами многопроцессорных систем с общей памятью являются:

1. Совместимость с хорошо отлаженными механизмами доступа к оперативной памяти, используемыми в однопроцессорных системах;
2. Простота программирования приложений, простота разработки трансляторов и операционных систем;
3. Малое время доступа, более высокая производительность линий связи;
4. Возможность использования аппаратно управляемого кэширования.

К преимуществам систем с передачей сообщений относятся:

1. Более простое аппаратное устройство, не требующее согласованности кэш-памяти различных процессорных элементов;
2. Возможность построения хорошо масштабируемых систем.

Мультипроцессоры

Существует три типа мультипроцессоров. Они различаются по способу реализации памяти совместного использования.

UMA (Uniform Memory Access) – архитектура с однородным доступом к памяти. В машинах UMA каждый процессор имеет одно и тоже время доступа к памяти. Такая однородность делает производительность предсказуемой, а этот факт очень важен для написания эффективной программы. Такие системы называют также симметричными мультипроцессорными системами и обозначают SMP (Symmetric Multi-Processing).

NUMA (Non Uniform Memory Access) – архитектура с неоднородным
доступом к памяти. Такие системы состоят из нескольких однородных базовых модулей, которые включают несколько процессорных элементов со своими локальными блоками оперативной памяти, а также блока общей для всех процессоров оперативной памяти. При этом вся оперативная память физически распределена между процессорными элементами, но логически является общей, с единым адресным пространством.

COMA (Cache Only Memory Access) – архитектура с доступом только к кэш- памяти. В этой архитектуре локальная память каждого процессорного элемента используется только как кэш-память. При этом общая для всех процессорных элементов оперативная память в системе отсутствует. Отличительной особенностью этой архитектуры является отсутствие постоянной привязки строк кэша к адресам локальных блоков оперативной памяти. Строки помещаются в локальную память (кэш) любого из процессорных элементов по мере необходимости.

Мультикомпьютеры

Во вторую категорию MIMD попадают мультикомпьютеры. Они не имеют памяти совместного использования на архитектурном уровне. Поскольку мультикомпьютеры не имеют доступа к отдаленным модулям памяти, то они иногда называются машинами NORMA (NO Remote Memory Access – без доступа к отдаленным модулям памяти).

Мультикомпьютеры можно разделить на две категории:

1. MPP (Massively Parallel Processor) – процессоры с массовым параллелизмом, дорогостоящие компьютеры, которые состоят из большого количества процессоров, связанных высокоскоростной коммуникационной сетью.
2. NOW (Network of Workstations), COW (Cluster of Workstations) – сети рабочих станций и кластеры рабочих станций, которые связываются при помощи уже имеющихся соединений.