РЬТПП UU.I Р С М UIJ PIDI С

SIMD

систолические

и раиириделбнний иамн 1ьш

с общей памятью

- MIMD/SIMD

- catatlow

- rsduction

- wavefront

Рис. 4.2. Классификация Дункана

Итак, параллельная архитектура

вычислительно системы, при котором допускается, чтобы множество процессоров (простых или сложных) могли работать одновременно, взаимодействуя по мере

/г с другом. Следуя этому определению, все разнообразие

параллельных архитектур Дункан систематизирует так, как показано на рисунке 4.2.

По существу систематика очень простая: процессоры системы работают либо синхронно, либо независимо друг от друга, либо в архитектуру системы заложена та или иная модификация идеи MIMD. На следующем уровне происходит детализация в рамках каждого из этих трех классов. Пояснения к не столь широко известным на сегодняшний день классам:

• Систолические архитектуры (их чаще называют систолическими массивами)
представляют собой множество процессоров, объединенных регулярным образом
(например, система WARP). Обращение к памяти может осуществляться только
через определенные процессоры на границе массива. Выборка операндов из памяти
и передача данных по массиву осуществляется в одном и том же темпе.
Направление передачи данных между процессорами фиксировано. Каждый
процессор за интервал времени выполняет небольшую инвариантную
последовательность действий.

Гибридные MIMD/SIMD архитектуры, dataflow, reduction и wavefront вычислительные системы осуществляют параллельную обработку информации на основе асинхронного управления, как и MIMD системы. Но они выделены в отдельную группу, поскольку все имеют ряд специфических особенносте, которыми не обладают системы, традиционно относящиеся к MIMD.

• MIMD/SIMD - типично гибридная архитектура. Она предполагает, что в MIMD
системе можно выделить группу процессоров, представляющую собой подсистему,
работающую в режиме SIMP (PASM, Non-Von). Такие системы отличаются
относительной гибкостью, поскольку допускают реконфигурацию в соответствии с
особенностями решаемой прикладно задачи.

Остальные три вида архитектур используют нетрадиционные модели вычислений.

• Dataflow используют модель, в которой команда может выполнятся сразу же, как
только вычислены необходимые операнды. Таким образом, последовательность

выполнения команд определяется зависимостью по данным, которая может быть выражена, например, в форме графа.

• Модель вычислений, применяемая в reduction машинах иная и состоит в следующем: команда становится доступной для выполнения тогда и только тогда, когда результат ее работы требуется другой,; доступно для выполнения, команде в качестве операнда.

• Wavefront array архитектура объединяет в себе идею систолическо обработки данных и модель вычислений, используемо в dataflow. В данной архитектуре процессоры объединяются в модули и фиксируются связи, по которым процессоры могут взаимодействовать друг с другом. Однако, в противоположность ритмично работе систолических массивов, данная архитектура использует асинхронный механизм связи с подтверждением (handshaking), из-за чего "фронт волны" вычислений может менять свою форму по мере прохождения по всему множеству процессоров.