哈尔滨工业大学：《并行处理与体系结构》课程教学资源（PPT课件讲稿）第一章 并行计算机模型（1.5）可扩展的范围和设计

第一章并行计算机模型 1计算技术的现状 2多处理机和多计算机 23多向量机和SMD计算机 4并行计算机的抽象模型 ac5可扩展的范围和设计 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 2 第一章 并行计算机模型 ◼ 1 计算技术的现状 ◼ 2 多处理机和多计算机 ◼ 3 多向量机和SIMD计算机 ◼ 4 并行计算机的抽象模型 ◼ 5 可扩展的范围和设计

5可扩展的范围和设计 可扩展性范围 可扩展设计原理 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 3 5 可扩展的范围和设计 一、可扩展性范围 二、可扩展设计原理

、可扩展性范围 说明: 系统伸缩:增加或减少系统资源。 口这里假定并行处理计算机的体系中的 结点均为单一处理器结点 可扩展性范围包括: 口资源可扩展性 应用可扩展性 口技术可扩展性 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 4 一、可扩展性范围 ◼说明： ◼ 系统伸缩：增加或减少系统资源。 ❑ 这里假定并行处理计算机的体系中的 结点均为单一处理器结点 ◼ 可扩展性范围包括： ❑ 资源可扩展性 ❑ 应用可扩展性 ❑ 技术可扩展性

1.资源可扩展性 资源可扩展性是指通过增加处理器数、 更多的存储部件(高速缓存,存,磁 盘)以及增加软件等方法,使系统具 有更高性能或功能。涉及三方面: 口规模可伸缩性 口资源扩展 口软件可扩展性 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 5 ◼ 1. 资源可扩展性 ◼ 资源可扩展性是指通过增加处理器数、 更多的存储部件(高速缓存，存，磁 盘)以及增加软件等方法，使系统具 有更高性能或功能。涉及三方面： ❑规模可伸缩性 ❑资源扩展 ❑软件可扩展性

(1)规模可伸缩性 规模可伸缩性与处理器数相关联。 扩展一个计算机系统—增加机器规模 (处理器数)。 口不同并行计算机规模可扩展能力不同。 限制并行系统可扩展性的两个主要因 素是: 口程序设计及通信。 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 6 ◼ （1）规模可伸缩性： ◼ 规模可伸缩性与处理器数相关联。 ❑ 扩展一个计算机系统---增加机器规模 （处理器数）。 ❑ 不同并行计算机规模可扩展能力不同。 ◼ 限制并行系统可扩展性的两个主要因 素是： ❑程序设计及通信

示例: 在1997年时: 一个对称多处理机(SMP)系统最多能扩展 到大约64个处理器 一个|BMSP2并行机能扩展到最多具有512 个处理器。 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 7 ◼ 示例： ◼ 在1997年时： ◼ 一个对称多处理机(SMP)系统最多能扩展 到大约64个处理器； ◼ 一个IBM SP2并行机能扩展到最多具有512 个处理器

当前的并行计算机规模的扩展: 口加入更多处理器; 口增加互连网络、接口以及通信软件在内 的子系统。 口有效地利用更大并行性,即如何为扩大 的系统进行编程。 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 8 ◼ 当前的并行计算机规模的扩展： ❑ 加入更多处理器； ❑ 增加互连网络、接口以及通信软件在内 的子系统。 ❑ 有效地利用更大并行性，即如何为扩大 的系统进行编程

(2)资源扩展 增加处理器数不是唯一方式。 保持处理器数不变; 通过增加更多存储容量、更大的芯 片外高速缓存以及更大容量磁盘等 方法来扩展系统。 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 9 ◼（2）资源扩展 ◼ 增加处理器数不是唯一方式。 ◼ 保持处理器数不变； ◼ 通过增加更多存储容量、更大的芯 片外高速缓存以及更大容量磁盘等 方法来扩展系统

例题: IBM SP2中的存储器需求 口当Maui高性能计算中心( MHPCC)决定升 级它的具有400个结点的SP2系统时, 它选择了增加存储器和磁盘容量方法, 而不是增加更多结点数方法。 下表概述了所扩展的存储容量。 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 10

哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院 10 ◼ 例题：IBM SP2中的存储器需求 ❑ 当Maui高性能计算中心(MHPCC)决定升 级它的具有400个结点的SP2系统时， 它选择了增加存储器和磁盘容量方法， 而不是增加更多结点数方法。 ◼ 下表概述了所扩展的存储容量

IBM sp2的存储器和磁盘容量 组结点结点存储器磁盘页面暂存 类型 (MB)(GB)空间空间 (MB) (MB) l024 4.5L00 2000 2345 宽宽宽窄窄 56 256 45 500 2000 256 20500 160 l28 20256 160 64 10180 250 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院

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