Симметричные мультипроцессорные системы

Когда несколько активных процессов пытаются обратиться к общего поля памяти и разделяемых ресурсов ввода-вывода, необходимо обеспечить эффективную синхронизацию выполнения запросов.

Механизм управления памятью в мультипроцессорных комплексе должен обеспечивать решение всех задач, свойственных однопроцессорной системе, и дополнительно к ним поддерживать параллельную работу аппаратных модулей, в частности при использовании многопортовым памяти. Операционная система должна также заботиться и о координации работы механизмов страничного обмена различных процессоров, когда несколько процессоров работают с одной и той же страницей или сегментом памяти.

На операционную систему возлагается функция обеспечения работоспособности комплекса в случае выхода из строя одного из процессоров. При этом операционная система должна перераспределить задачи, которые выполнялись им, между другими процессорами комплекса и, соответственно, внести изменения в системных таблиц.

5 SMP-системы на базе больших вычислительных машин

В большинстве SMP-систем персонального пользования и рабочих станций для организации взаимодействия между компонентами используется системная магистраль (см. рис. 2.3). Весьма полезно рассмотреть альтернативный подход, применяемый в комплексах на базе больших компьютеров (мейнфреймов) семейства IBM S/390 [MAK97]. Блок-схема такого комплекса изображена на рис. 2.5. В семейство входят компьютеры различных классов - от однопроцессорных с единственной платой главной памяти до высокопроизводительных систем с десятком процессоров и четырьмя блоками главной памяти. В конфигурацию также включены дополнительные процессоры, выполняющие функции модулей ввода-вывода. Основные компоненты вычислительных комплексов на базе IBM S/390 следующие.

Процессор ПР - CISC-микропроцессор, в котором управление обработкой наиболее часто используемых команд реализовано аппаратно, а остальные команды выполняются с помощью микропрограмм. В состав БИС каждого ПР входит кэш уровня L1 объемом 64 Кбайт, в котором хранятся и команды и данные.

Кэш уровня L2 объемом 384 Кбайт. Блоки кэша L2 объединены по два в кластеры, причем каждый кластер поддерживает работу с тремя процессорами и обеспечивает доступ ко всему адресного пространства основной памяти.

Адаптер переключения магистрали-BSN (bus-switching network adapter), который организует связь блоков кэша L2 с одним из четырех блоков главной памяти. В состав BSN входит и кэш уровня L3 объемом 2 Мбайт.

Одноплатный блок главной памяти объемом 8 Гбайт. В состав комплекса входят четыре таких блока, обеспечивая общий объем главной памяти 32 Гбайт.

В этой структуре есть несколько особенностей, на которых стоит остановиться подробнее:

коммутируемая подсистема взаимосвязей;

совместно используемый кэш уровня L2;

кэш уровня L3.

Введите ваше имя:

Комментарий:

Защита от спама - решите пример: