алежать звичайні скалярні однопроцесорні системи: одиночний потік команд - одиночний потік даних (SISD). Персональний комп'ютер має архітектуру SISD, причому не важливо, використовуються у ПК конвеєри для прискорення виконання операцій.
Другий клас характеризується наявністю одиночного потоку команд, але множинного nomoka даних (SIMD). До цього архітектурному класу належать однопроцесорні векторні або, точніше кажучи, векторно-конвеєрні суперкомп'ютери, наприклад, Cray - 1 [6]. У цьому випадку ми маємо справу з однією потоком (векторних) команд, а потоків даних - багато: кожен елемент вектора входить в окремий потік даних. До цього ж класу обчислювальних систем ставляться матричні процесори, наприклад, знаменитий свого часу ILLIAC-IV. Вони також мають векторні команди, і реалізують векторну обробку, але не у вигляді конвеєрів, як і векторних суперкомп'ютерах, і з допомогою матриць процесорів.
До третього класу - MIMD - ставляться системи, мають множинний потік команд і множинний потік даних. До нього належать не тільки багатопроцесорні векторні суперЕОМ, але і взагалі все багатопроцесорні комп'ютери. Переважна більшість сучасних суперЕОМ мають архітектуру MIMD.
Четвертий клас у систематики Флінна, MISD, представляє практичного інтересу, принаймні для аналізованих нами комп'ютерів. Останнім часом у літературі часто застосовується також термін SPMD (одна програма - множинні дані). Він належить немає архітектурі комп'ютерів, а до моделі розпаралелювання програм, тож перестав бути розширенням систематики Флінна. SPMD зазвичай належить до MPP (тобто MIMD) - системам і означає, кілька копій однієї програми паралельно виконуються у різних процесорних вузлах з різними даними.
Векторні суперкомп'ютери [SIND]
Типова схема однопроцессорного векторного суперкомп'ютера представлена ??прикладі FACOM VP - 200 японської фірми Fujitsu [7]. Схожу архітектуру мають значення і інші векторні суперкомп'ютери, наприклад, фірм Cray Research [10] і Convex [11]. Спільним всім векторних суперкомп'ютерів є у системі команд векторних операцій, наприклад, складання векторів, припускають роботи з векторами певної довжини, скажімо, 64 елемента по 8 байт. У цих комп'ютерах операції з векторами зазвичай виконуються над векторними регістрами, що, однак, зовсім не є обов'язковим. Наявність регістрів маски дозволяє виконувати векторні команди не з усіх елементами векторів, лише над тими, на які вказує маска.
Та деякі векторні суперЕОМ, наприклад, IBM ES/9000, працюють із операндами-векторами, розташованими у оперативної пам'яті. Швидше за все, такий підхід є менш перспективною з точки зору продуктивності, зокрема, тому, що для підтримки високого темпу обчислень кожної векторної команди потрібно швидка вибірка векторних операндов з пам'яті і запис результатів обратно.
Багатопроцесорні векторні суперкомп'ютери (MIMD)
Архітектура багатопроцесорних векторних комп'ютерів можна назвати дві найважливіші характеристики: симетричність (рівноправність) всіх процесорів системи та поділ усіма процесорами загального поля оперативної пам'яті. Такі комп'ютерні системи називаються сильно пов'язаними. Якщо в однопроцесорних векторних ЕОМ до створення ефективної програми її слід розпаралелювати, то багатопроцесорних з'являється завдання розпаралелювання програми її виконання одночасно на декількох процесорах.
Завдання розпаралелювання є, мабуть, більш складною, оскільки в ній необхідно організувати синхронізацію паралельно виконуються процесів. Практика показала можливості ефективного розпаралелювання значної частини алгоритмів для аналізованих сильно пов'язаних систем. Відповідний підхід до распараллеливанию комп'ютерами називається іноді моделлю поділюваної загальної пам'яті.
Багатопроцесорні SMP-сервери на базі мікропроцесорів RISC-архітектури [MIMD]
Продуктивність деяких сучасних мікропроцесорів RISC-архітектури стала що з продуктивністю процесорів векторних комп'ютерів. Як наслідок, з'явилися використовують ці досягнення суперЕОМ нової архітектури, - сильно пов'язані комп'ютери класу MIMD, які становлять симетричні багатопроцесорні сервери із загальним полем оперативної пам'яті. Цим перспективним системам має сенс приділити більше уваги, ніж іншим комп'ютерним архитектурам, оскільки відповідний крутий питань у вітчизняній комп'ютерній літературі обговорювалося недостатньо повно.
Найбільш відомі суперкомп'ютерні сервери, що мають подібну SMP-архітектуру - DEC AlphaServer 8200/8400 [13] і SGI POWER CHALLENGE [14]. Для них характерне застосування високопродуктивної системної шини, в слоти якої вставляються модулі трьох типів - процесорні, оперативної пам'яті і введення-виведення. Звичайні, більш повільні шини введення-виведення, н...
