Cray MTA - Cray MTA

The Cray MTA, ilgari Tera MTA, a superkompyuter minglab mustaqil iplarga asoslangan me'morchilik, nozik taneli aloqa va iplar orasidagi sinxronizatsiya va tartibsiz hisoblashlar uchun kechikish tolerantligi.

Har bir MTA protsessori (Markaziy protsessor ) yuqori ko'rsatkichlarga ega ALU har biri mustaqil ish zarrachasini boshqaradigan ko'plab mustaqil registrlar to'plami bilan. Masalan, Cray MTA-2 128 registrlar to'plamini va shu sababli CPU / ALU uchun 128 ta ipni ishlatadi. Bugungi kunga qadar barcha MTA-lardan foydalanilgan bochka protsessori har bir tsikldagi ipni almashtirish bilan, ALU davrlarini behuda sarflamaslik uchun bloklangan (to'xtatilgan) iplar bilan tartibga solish. Ulanish xotirani o'qishni amalga oshirganda, ma'lumotlar qaytguncha bajarilish bloklanadi; Ayni paytda, boshqa mavzular bajarilishini davom ettirmoqda. Etarli miqdordagi iplar (bir vaqtda), blokirovka qilingan iplarni "yopish" uchun deyarli har doim ishlaydigan iplar mavjud va ALUlar band bo'lishadi. Xotira tizimi foydalanadi to'liq / bo'sh bitlar to'g'ri buyurtmani ta'minlash uchun. Masalan, massiv A dastlab "bo'sh" bitlar bilan yoziladi va qiymatni o'qiydigan har qanday ip A bloklar boshqa bir ip qiymat yozguncha. Bu to'g'ri tartibni ta'minlaydi, ammo ingichka taneli interleavingga imkon beradi va oddiy dasturlash modelini taqdim etadi. Xotira tizimi ham "tasodifiy" bo'lib, qo'shni jismoniy manzillar turli xil xotira banklariga boradi. Shunday qilib, ikkita ip bir vaqtning o'zida xotiraga kirganda, ular bir xil joyga kirmasa, ular kamdan-kam to'qnashadi.

MTA-ning maqsadi boshqa mashinalardan kodlarni ko'chirish to'g'ridan-to'g'ri, ammo yaxshi ishlashni ta'minlashdir. Parallellash FORTRAN kompilyator ozgina qo'lda aralashuvsiz ba'zi kodlar uchun yuqori ko'rsatkichlarni ishlab chiqarishi mumkin. Qo'lda ko'chirish zarur bo'lganda, oddiy va mayda sinxronizatsiya modeli ko'pincha dasturchilarga kodni "aniq" usulda yozishga imkon beradi, ammo yaxshi ishlashga erishadi. Bundan tashqari, MTA uchun dasturlar bo'ladi o'lchovli - ya'ni ikki baravar ko'p protsessorli MTA-da ishlasa, xuddi shu dastur deyarli ikki barobar ko'proq ishlashga ega bo'ladi. Bu ikkalasi ham ko'plab boshqa yuqori samarali kompyuter tizimlari uchun qiyinchiliklardir.

MTA-ning odatiy bo'lmagan xususiyati shundaki, bir nechta ish yuklari yaxshi ishlash bilan birlashtirilishi mumkin. Odatda, superkompyuterlar bir vaqtning o'zida vazifaga bag'ishlangan. MTA bo'sh hisoblangan iplarni boshqa hisob-kitoblarga ajratishga imkon beradi, bu asosiy hisob-kitoblarga juda oz ta'sir qiladi.

Amaliyotlar

Uchta MTA dasturi amalga oshirildi va 2009 yildan boshlab to'rtinchisi rejalashtirilmoqda. Amalga oshirish:

  • MTA-1 MTA-1 a dan foydalanadi GaAs protsessor va o'rnatildi San-Diego superkompyuter markazi. Unda to'rtta protsessor ishlatilgan (512 ta ip)
  • MTA-2 MTA-2 a dan foydalanadi CMOS protsessor va o'rnatildi Dengiz tadqiqotlari laboratoriyasi. Ma'lumotlarga ko'ra, bu beqaror edi, ammo xavfsiz ob'ekt ichida bo'lish disk raskadrovka yoki ta'mirlash uchun mavjud emas edi.
  • MTA-3 MTA-3 MTA-2 bilan bir xil protsessordan foydalanadi, ammo tarmoq interfeysi juda arzon va sekinroq. Taxminan oltitasi Cray XMT tizimlar MTA-3 yordamida sotilgan (2009).[1]
  • MTA-4 MTA-4 - bu me'moriy jihatdan o'xshash, ammo MTA-3 ga qaraganda cheklangan ma'lumotlarni keshlash va tezroq tarmoq interfeysidan foydalanadigan rejalashtirilgan tizim (2009).

Ishlash

Faqat bir nechta tizimlar joylashtirilgan va faqat MTA-2 mezonlari haqida keng tarqalgan bo'lib, natijada ishlashni taqqoslashni qiyinlashtirmoqda.

Bir nechta ko'rsatkichlar bo'yicha, 2 protsessorli MTA-2, 2 protsessorli Cray T90 ga o'xshash ishlashni namoyish etadi.[2] 4-protsessorli MTA-2 nurli kuzatuvning o'ziga xos qo'llanilishi uchun 4-protsessorli Cray T3E-dan 5 baravar tezroq edi va 1 protsessordan 4 protsessorgacha miqyoslashda Tera ishlashi 3,8 baravar yaxshilandi, T3E esa 1dan faqat 3,0 marta yaxshilangan 4 protsessorga.[3]

Me'moriy fikrlar

Tizimlarni taqqoslashning yana bir usuli - bu dizaynga xos qo'shimcha xarajatlar va to'siqlar.

MTA ko'plab registrlar to'plamidan foydalanadi, shuning uchun har bir registrga kirish sust. Parallellik (boshqa ish zarralarini ishga tushirish) odatda kechikishni yashirsa-da, ro'yxatga olinadigan fayllar soni kam bo'lganida sekin ro'yxatdan o'tishda faylga kirish cheklanadi. Mavjud MTA dasturlarida bitta yo'nalishli ishlash har bir ko'rsatma uchun 21 tsiklni tashkil qiladi,[4] shuning uchun har bir protsessorda 21 tadan kam ish zarrachalari bo'lganda ishlash yomonlashadi.

MTA-1, -2 va -3 ma'lumotlar keshlaridan foydalanmaydi. Bu protsessorning murakkabligini pasaytiradi va keshning muvofiqligi muammolarini oldini oladi. Biroq, hech qanday ma'lumotni keshlash ikkita ishlash muammosini keltirib chiqarmaydi. Birinchidan, xotira tizimi ma'lumotlar almashinuvining to'liq o'tkazuvchanligini, hatto ulanmagan va shu bilan keshlash mumkin bo'lgan ma'lumotlarni ham qo'llab-quvvatlashi kerak. Shunday qilib, tizimning yaxshi ishlashi juda yuqori xotira o'tkazuvchanligini talab qiladi. Ikkinchidan, xotira ma'lumotlari 150-170 tsiklni oladi,[4][5] hatto sekin keshga qaraganda ancha yuqori kechikish, shu bilan ALUni band qilish uchun zarur bo'lgan ishlaydigan iplar sonini ko'paytiradi. MTA-4-da izchil bo'lmagan kesh mavjud bo'lib, u faqat o'qish va bo'linmagan ma'lumotlar uchun ishlatilishi mumkin (masalan, umumiy bo'lmagan stek freymlari), lekin bu dasturiy ta'minotning izchilligini talab qiladi, masalan, agar protsessorlar o'rtasida ip o'tkazilsa. Ma'lumotlar keshini raqobatlashish ko'pincha bir vaqtning o'zida yuqori darajadagi protsessorlar, ba'zan esa hatto 2 yadroli tizimlar uchun ishlashning to'sig'idir; ammo, keshni juda ko'p foydalaniladigan yoki juda yuqori joylashuvga (stack ramkalar) ega bo'lgan ma'lumotlar uchun ishlatib, iplar orasidagi raqobatni past darajada ushlab turish mumkin.

To'liq / bo'sh holat o'zgarishi so'rovnomadan foydalanadi, juda uzoq vaqt so'raladigan iplar uchun vaqt tugaydi. Vaqt tugashi bilan ish rejasi tuzilishi va boshqa kontekstni ishlatish uchun apparat kontekstidan foydalanish mumkin; OS rejalashtiruvchisi "yozish uchun tuzoq" bitini o'rnatadi, shuning uchun kutilgan yozuv tuzoqqa tushadi va rejalashtirilgan ipni ishga tushirish navbatiga qaytaradi.[5] Belgilangan ip juda muhim bo'lgan joyda, ishlash sezilarli darajada yomonlashishi mumkin.

MTA kechikishga bardoshli, shu jumladan tartibsiz kechikish, kechikishlarni "qoplash" uchun etarli darajada bir xillik bo'lsa, tartibsiz hisob-kitoblarda yaxshi ko'rsatkichlarni beradi. Kechikishga bardoshlik texnikasi muntazam hisob-kitoblarga, shu jumladan kechikish darajasi yuqori bo'lgan, ammo osonlikcha rejalashtirilishi mumkin bo'lgan narsalarga sarflanishi mumkin.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ "Cray XMT tizimi". 2009. Arxivlangan asl nusxasi 2010-01-15.
  2. ^ "Tera MTA-da ko'p protsessorli ishlash". 1999. Arxivlangan asl nusxasi 2012-02-22.
  3. ^ "Tera MTA va Cray T3E-da ma'lumotlarning intensiv hajmini vizualizatsiya qilish". 1999. Arxivlangan asl nusxasi 2010-08-15. Olingan 2009-12-16.
  4. ^ a b "Tera MTA (ko'p tarmoqli arxitektura)". 1999.
  5. ^ a b "Tera MTA-ni mikrobenchmarking" (PDF). 1999.[doimiy o'lik havola ]

Tashqi havolalar