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并行计算模型对比分析.pdf
维普资讯
计算机科学2005Voi．32No．12
并行计算模型对比分析 )
王 欢 都志辉
(清华大学计算机系 北京 100084)
摘 要 随着集群式系统的发展 ，并行计算模型在估计和评价系统的性能、引导集群的体系结构以及指导并行算法和
程序的设计等方面都显得越来越重要。对于目前已有的并行计算模型的设计思想和原理的了解和分析，非常有利于
新的模型的设计与研究。本文首先介绍了目前比较常见的5种并行计算模型，接着在同步性、通信方式和参数等3个
方面分析比较 了它们的异同和优缺点，最后得出结论，指出了下一代并行计算模型的发展趋势是与具体应用相关的并
行计算模型。
关键词 PRAM，BSP，PostalModel，LogP，QSM，并行计算模型
ContrastiveAnalysisofParallelComputationModel
W ANG Huan DU Zhl—Hui
(DepartmentofComputerScienceandTechnology，TsinghuaUniversity，Beijing100084)
一 个PRAM模型的计算由一连串的读、计算和写序列组
1 引言
成。在读步骤中，每个处理器从全局内存中读取数据到局部
随着集群式计算机系统 NOWE1_的发展，集群式计算在 内存中。在计算步骤中，每个处理器处理各 自局部内存中的
超级计算机研究领域产生了巨大的影响，集群式系统将是未 数据，并把结果存放在局部内存中。在写步骤中，每个处理
来超级计算机的主流结构形式。推动集群式系统发展的两大 器将各 自局部内存中的结果写入相应的全局内存中。为了解
关键技术是网络和 CPU，相对而言网络的作用更大，而集群 决处理机时间读 、写冲突，又可按照处理机对共享单元存、取
的整体性能提高正是在新型的网络互连技术的推动下而获得 的不同约束条件进一步分为如下几种情况：
(1)EREW PRAM (ExclusiveRead Exclusive Write
的。这种通过高速网络互连的体系结构已经从根本上动摇了
PRAM)模型。每次只允许一台处理机读或写某一共享单元；
原来超级计算机体系结构的格局，在一定程度上可以说 内部
(2)CREW PRAM (ConcurrentRaed ExclusiveWrite
互连网络是超级计算机的枢纽和核心。超级计算机发展到现
PRAM)模型。每次允许多台处理机同时读同一个共享单元
在，从体系结构到算法，到程序设计已经发生了巨大变化，这
内容，但每次只允许一台处理机向某个共享单元写内容；
一 切和内部互连网络结构的发展密切相关。
(3)CRCW PRAM (Co ncurrentRaed Co ncurrentWrite
然而，目前的集群式系统中，还没有一个非常合适的能够
PRAM)模型。每次允许多台处理机同时读写 同一共享单元
刻画内部互联网络特点的通信模型。本文旨在对 目前已经有
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