(张晨曦)计算机体系结构第9章_PPT【荐】.ppt

9.4 典型机群系统简介 结点：一台RS/6000工作站，带有自己的存储器和本地磁盘。 结点中采用的处理器：一台6流出的超标量处理机 每个时钟周期可以执行6条指令，包括2条读数写数指令，2条浮点乘或加指令，1条变址增量指令和1条分支指令。 每个结点配有一套完整的AIX操作系统（IBM的UNIX）。 结点间的互连网络接口是松散耦合的，通过结点本身的I/O微通道（MCC）接到网络上，而不是通过本身的存储器总线。 9.4 典型机群系统简介 SP2的结点数可以从2个到512个不等，除了每个结点采用RS/6000工作站外，整个SP2系统还需要配置另外一台RS/6000工作站作为系统控制台 。 SP2的结点可分为3类：宽结点、细结点、细2结点 它们都有： 1个指令Cache 1个数据Cache 1个分支指令和转移控制部件 2个整数部件 2个浮点部件 9.4 典型机群系统简介 但它们在存储器容量、数据宽度和I/O总线插槽个数上有所不同。例如： 在存储器容量方面 宽结点：64～2048 MB 细结点和细2结点： 64～512 MB 在存储器总线的宽度方面 宽结点：256 b 细2结点：128 b 细结点：64 b 9.4 典型机群系统简介 SP2的结点通过网络接口开关NIC接到HPS，IBM将其称为开关适配器。 SP2的I/O子系统的总体结构 9.4 典型机群系统简介 SP2系统软件的核心：AIX操作系统 SP2中设置了一个专门的系统控制台用以管理整个系统，系统管理人员可以通过这个系统控制台从单一地点对整个系统进行管理。 */35 ▲ 计算机体系结构 第9章 机群计算机 张晨曦 刘依 www.GotoS xzhang2000@ 9.1 机群的基本概念和结构 9.2 机群的特点 9.3 机群的分类 9.4 典型机群系统简介 目前流行的高性能并行计算机系统结构通常可以分成5类： 并行向量处理机（PVP） 对称多处理机（SMP） 大规模并行处理机（MPP） 分布共享存储多处理机（DSM） 机群（Cluster） 优势：低廉的价格、极强的灵活性和可扩缩性 成为近年来发展势头最为强劲的系统结构 全球Top500中机群计算机的数量和比例 时间 1997.6 1997.11 1998.6 1998.11 1999.6 1999.11 2000.6 2000.11 数量 1 1 1 2 6 7 11 28 比例 0.2% 0.2% 0.2% 0.4% 1.2% 1.4% 2.2% 5.6% 时间 2001.6 2001.11 2002.6 2002.11 2003.6 2003.11 2004.6 2004.11 数量 32 43 81 93 149 208 289 294 比例 6.4% 8.6% 16.2% 18.6% 29.8% 41.6% 57.8% 58.8% 时间 2005.6 2005.11 2006.6 2006.11 数量 304 361 364 361 比例 60.8% 72.2% 72.8% 72.2% 机群 一种价格低廉、易于构建、可扩缩性极强的并行计算机系统。 由多台同构或异构的独立计算机通过高性能网络或局域网互连在一起，协同完成特定的并行计算任务。 从用户的角度来看，机群就是一个单一、集中的计算资源。 9.1.1 机群的基本概念和结构 9.1 机群的基本概念和结构 9.1 机群的基本概念和结构 一个简单PC机群的逻辑结构 4台PC机通过交换机连接在一起。 NIC表示网络接口，PCI表示I/O总线。 这是一种无共享的结构，大多数机群都采用这种结构。 如果将下图中的交换机换为共享磁盘，则可以得到共享磁盘的机群系统结构。 9.1 机群的基本概念和结构 一个包含4个结点的简单PC机群 9.1 机群的基本概念和结构 构成机群的每台计算机都被称为一个结点。 每个结点都是一个完整的系统，拥有本地磁盘和操作系统，可以作为一个单独的计算资源供用户使用。 除了PC机外，机群的结点还可以是工作站，甚至是规模较大的对称多处理机。 机群的各个结点一般通过商品化网络连接在一起。 网络接口与结点的I/O总线以松散耦合的方式相连。 9.1 机群的基本概念和结构 机群操作系统：在各结点的操作系统之上建立一层操作系统来管理整个机群。 机群操作系统的功能 提供硬件管理、资源共享以及网络通信 实现单一系统映象 Single System Image，SSI 一项重要功能 机群的一个重要特征 9.1.2 机群的软件模型 9.1 机群的基本概念和结构 SSI包含四重含义 单一系统 单一控制 逻辑上，最终用户或系统用户使