Симетричні мультипроцесорні системи (SMP)

Блок-схема SМР наведена на рис.6.2, характеристики – в табл.6.2.

Перевагами SМР є: простота організації, універсальність при програмуванні, простота експлуатації, невисока ціна; недоліком – погана масштабованість.

Таблиця 6.1. Характеристики МРР

Архітектура	Система складається з однорідних обчислювальних вузлів, що включають: - один чи кілька центральних процесорів (звичайно RISC); - локальну пам'ять (прямий доступ до пам'яті інших вузлів неможливий); - комунікаційний процесор чи мережний адаптер; - іноді - тверді диски (як у SP) і/чи інші пристрої введення/виведення. До системи можуть бути додані спеціальні вузли введення/виведення і вузли керування. Вузли зв'язані через деяке комунікаційне середовище (високошвидкісна мережа, комутатор і т.п.)
Приклади	IBM RS/6000 SP2, Intel Paragon/Asci Red, SGI/CRAY T3E, Hitachi SR8000, трансп’ютерні системи Parsytec.
Масштабованість	Загальне число процесорів у реальних системах досягає декількох тисяч (Asci Red, Blue Mountain).
Операційна система	Існують два основних варіанти: 1. Повноцінна ОС працює тільки на керуючій машині (front - end), на кожнім вузлі працює сильно урізаний варіант ОС, що забезпечують тільки роботу розташованих в них паралельних задач. Приклад: Cray T3E. 2. На кожнім вузлі працює повноцінна UNIX - подібна ОC (варіант, близький до кластерного підходу). Приклад: IBM RS/6000 SP + ОС AIX, що встановлюються окремо на кожнім вузлі.
Модель програмування	Програмування в рамках моделі передачі повідомлень (MPI, PVM, BSPlib)

 

Таблиця 6.2. Характеристики SМР

Архітектура	Система складається з декількох однорідних процесорів і масиву загальної пам'яті (звичайно з декількох незалежних блоків). Усі процесори мають доступ до будь-якої комірки пам'яті з однаковою швидкістю. Процесори підключені до пам'яті або за допомогою загальної шини (базові 2 - 4 процесорні SMP - сервери), або за допомогою crossbar - комутатора (HP 9000). Апаратно підтримується когерентність кешів
Приклади	HP 9000 V - class, N - class; SMP - сервери і робочі станції на базі процесорів Intel (IBM, HP, Compaq, Dell, ALR, Unisys, DG, Fujitsu і ін.)
Масштабованість	Наявність загальної пам'яті спрощує взаємодія процесорів між собою, прооте накладає сильні обмеження на їхнє число - не більш 32 у реальних системах. Для побудови масштабованих систем на базі SMP використовуються кластерні чи NUMA - архітектури.
Операційна система	Уся система працює під керуванням єдиної ОС (звичайно UNIX - подібної, але для Intel - платформ підтримується Windows NT). ОС автоматично (у процесі роботи) розподіляє процеси/нитки по процесорах (scheduling), але іноді можлива і явна прив'язка.
Модель програмування	Програмування в моделі загальної пам'яті. (POSIX threads, OpenMP). Для SMP – систем існують порівняно ефективні засоби автоматичного розпаралелення.

Системи з неоднорідним доступом до пам'яті (NUMA)

Блок -схема NUMA наведена на рис.6.3, характеристики – в табл.6.3.

Переваги системи NUMA забезпечуються зручністю систем з спільною пам’яттю і дешевизною систем з розподіленою пам’яттю.

Таблиця 6.3. Характеристики NUMA

Архітектура	Склад: однорідні базові модулі (комірки) з невеликого числа процесорів і блоку пам'яті. Модулі об'єднані за допомогою високошвидкісного комутатора. Підтримується єдиний адресний простір, апаратно підтримується доступ до віддаленої пам'яті. Доступ до локальної пам'яті в кілька разів швидший, ніж до віддаленої. У випадку апаратного підтримання когерентності кешів у всій системі говорять про архітектуру сc - NUMA (cache - coherent NUMA)
Приклади	HP HP 9000 V - class у SCA - конфігураціях, SGI Origin2000, Sun HPC 10000, IBM/Sequent NUMA - Q 2000, SNI RM600.
Масштабованість	Обмежується об’ємом адресного простору, можливостями апаратури підтримки когерентності кешів і можливостями ОС по керуванню великим числом процесорів.
Операційна система	Система працює під керуванням єдиної ОС, як у SMP. Можливі варіанти коли окремі "частини" системи працюють під керуванням різних ОС (наприклад, Windows NT і UNIX у NUMA - Q 2000).
Модель програмування	Аналогічно SMP.