|
Hisoblash tizimlari xotirasining tashkil qilinishi
|
| bet | 16/168 | | Sana | 16.12.2023 | | Hajmi | 3,98 Mb. | | #120781 |
Bog'liq 4. komp tizmlari Musayev1.4. Hisoblash tizimlari xotirasining tashkil qilinishi
Bir prosessorli hisoblash tizimlarida prosessor va xotiraning tezligi orasidagi farq har doim katta muammo bo’lgan. Ko’p prosessorli hisoblash tizimlari yana bitta muammoni - bir necha prosessorlar tomonidan bir vaqtning o’zida xotiraga murojaat qilish muammosini keltirib chiqaradi.
Umumiy xotirali (birgalikda foydalanish yoki ajratilgan xotira deb ham ataladi) tizimlarda hisoblash tizimining xotirasi umumiy resurs sifatida qaraladi va har bir prosessor manzillar oralig’iga murojaat qilish huquqiga ega. Hisoblash tizimining bunday qurilishi SIMD sinfida ham, MIMD sinfida ham o’rin topgan.
Taqsimlangan xotirali tizimlarda har bir prosessorga shaxsiy xotira biriktirilgan. Prosessorlar tarmoqqa birlashtirilib, xotirasida saqlanayotgan ma’lumotlarni xabar ko’rinishida almashishi mumkin. Bunday zaif bog’langan tizimlar SIMD sinfida ham, MIMD sinfida ham uchraydi.
Ba’zi hollarda umumiy xotirali hisoblash tizimlari multiprosessorli, taqsimlangan xotirali tizimlar esa multikompyuterli deb ham ataladi.
Dasturchilar ikkita tizim xotirasi orasidagi farqni hisobga olishlari kerak, chunki u paralellashtirilgan dastur qismlarining o’zaro ishlash usullarini aniqlaydi. Umumiy xotirali tizimda xotirada ma’lumotlar strukturasini yaratish va bu strukturaga parallel qo’llanilayotgan nimdastur murojaatlarini uzatish yetarli bo’ladi. Taqsimlangan xotirali tizimda har bir lokal xotirada birgalikda ishlatilayotgan ma’lumotlarning nusxasi bo’lishi yetarlidir. Bu nus’halar ajratilgan ma’lumotlarni xabarlarga solish yo’li bilan yaratiladi.
Birgalikda qo’llaniladigan umumiy xotirali arxitekturalar.
Har qanday prosessorning xotiraga murojaat qilishi bir xil bo’lgan va bir xil vaqtni egallaydigan umumiy xotirali hisoblash tizimlari xotiraga bir usulda murojaat qiladigan UMA (Uniform Memori Access) tizimlar deyiladi. Bu umumiy xotirali parallel tizimlarning nisbatan keng tarqalgan arxitekturasidir. Bunday tizimlarda har bir n prosessorni har bir m modul bilan bog’lovchi bog’lamalar mavjuddir. Bunday tizimlarni qurishning eng sodda usuli – bu bir necha (R) prosessorning (M) yagona xotira bilan umumiy shina yordamida birlashtirilishidir (1.4,a-rasm). Ammo bu holatda har bir oniy vaqtda shina bo’ylab almashinuvni faqat bitta prosessor amalga oshirishi mumkin, qolgan prosessorlar shinaning bo’shashini kutib turadi.
Agar tizim tarkibida faqat ikkita prosessor bo’lsa, ularning unumdorligi maksimal holatga yaqin bo’ladi, chunki ularning shinaga murojaati navbatma navbat bo’lishi mumkin: bir prosessor buyruqni dekodlab bajarguncha, boshqa prosessor shinani xotiradan keyingi buyruqni tanlash uchun qo’llashi mumkin. Ammo uchinchi prosessor qo’shilsa, unumdorlik pasayadi. Shinadan o’nta prosessor (R) foydalansa, shina tezligining ko’rsatgichi (1.4,v-rasm) gorizontal holatga keladi, shuning uchun 11 – prosessorning qo’shilishi unumdorlikni (U) oshirmaydi. Bu rasmdagi quyi egri chiziq, xotira va shina - xotira siklining davomiylik kombinasiyasi bilan aniqlanadigan qaydlangan o’tkazish imkoniyatiga ega ekanligini ko’rsatadi. Bu o’tkazish xususiyati umumiy shinali ko’p prosessorli tizimlarda bir necha prosessorlar orasida taqsimlanadi.
Agar prosessor siklining davomiyligi xotira sikliga nisbatan katta bo’lsa, shinaga ko’p prosessorni ulash mumkin bo’ladi. Ammo, odatda, prosessor xotiraga nisbatan tezkor, shuning uchun bu sxema keng ko’lamda qo’llanilmaydi.
Afsuski, UMA arxitekturasi yaxshi masshtablanmaydi. Tarkibida 4-8 prosessorgacha bo’lgan tizim nisbatan keng tarqalgan bo’lib, 32-64 prosessorli tizimlar esa kam tarqalgan. Bundan tashqari, bunday tizimlarni buzilishga barqaror tizimlar deb bo’lmaydi, chunki bitta prosessor yoki xotira moduli ishdan chiqsa, butun hisoblash tizimi ishlamaydi.
Umumiy xotirali hisoblash tizimining qurilishining yana bir turi NUMA (Non-Uniform Memory Access) deb belgilanuvchi xotiraga bevosita murojaat qilishdir. Bunda hozirgacha manzil oralig’i yagona bo’lib, har bir prosessor esa lokal xotiraga egadir. Prosessorning shaxsiy lokal xotirasiga murojaat qilishi to’g’ridan – to’g’ri amalga oshiriladi, bu kommutator yoki tarmoq orqali xotiradan masofaviy murojaat qilishdan tezroq amalga oshadi. Bunday tizim global xotira bilan to’ldirilishi mumkin, unda lokal saqlash qurilmalari global xotira uchun tezkor kesh – xotira vazifasini bajaradi. Bunday sxemalar tizimning unumdorligini yaxshilashi mumkin, ammo unumdorlik chizig’ini cheklanmagan ravishda to’g’rilashni orqaga surish holatida emas. Prosessorlarda lokal m kesh – xotirasining (1.4,b-rasm) mavjud bo’lishi, kerakli buyruq yoki ma’lumotlarni lokal xotirada joylashganlik ehtimoli yuqoriligidan dalolat beradi. Lokal xotiraga zehnli tushish ehtimoli prosessorning global xotiraga murojaat sonini kamaytiradi va shu tariqa, samaradorlikning oshishiga olib keladi. Unumdorlikning egri chizig’ining darz ketishi endi 20 ta prosessor sohasiga, egri chiziqning gorizontal holatga kelishi esa 30 ta prosessor sohasiga siljiydi (1.4,v-rasmdagi yuqori egri chiziq).
|
| |
