Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.1 © W. Oberschelp, G. Vossen

W. OberschelpG. Vossen

Kapitel 13

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.2 © W. Oberschelp, G. Vossen

13. Parallelrechner-Architekturen

Übersicht

SIMD-Architekturen

MIMD-Architekturen

Netzwerk-Architekturen

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.3 © W. Oberschelp, G. Vossen

Flynn-Klassifikation

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.4 © W. Oberschelp, G. Vossen

Parallelrechner

SIMD MIMD Netzwerke

SharedMemory

DistributedMemory

SharedMemory

DistributedMemory

Cluster Grid

VirtuellNUMA

RealUMA

ccNUMA COMA

NOW Beowulf

Hier verwendete Klassifikation von Parallelrechnern

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.5 © W. Oberschelp, G. Vossen

Erlanger Klassifikations-System (ECS)

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.6 © W. Oberschelp, G. Vossen

13. Parallelrechner-Architekturen

Übersicht

SIMD-Architekturen

MIMD-Architekturen

Netzwerk-Architekturen

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.7 © W. Oberschelp, G. Vossen

Feldrechner mit lokalen Speichern

. . . .

V erbindungs -N etzw erk

K ontro ll-P rozess or

PP P

SS S

0

0

1

1

M -1

M -1

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.8 © W. Oberschelp, G. Vossen

Feldrechner mit globalen Speichern

K ontro ll-P rozess or

PP P. . . .

V erbindungs -N etzw erk

S S. . . .0

0

N -1

M -11

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.9 © W. Oberschelp, G. Vossen

Feldrechner-Beispiel: Illiac IV

K ontro ll-P rozes s or

P0

. . . .S0 S

P01P . . . .

. . . .

P63

P M

K P -B us

P M P M0 1 63

51

P63

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.10 © W. Oberschelp, G. Vossen

Vektorrechner-Beispiel: Cray-1

12 Input-

K anä le

E /A -

V -R egis te r

T -R egis te r

B -R egis te r

IB

S -R egis te r

A -R egis ter

V L

V M

F E 2

F E 3

F E 1

A dressen

K anä le12 O utput-

H aupt-

S pe icher

a

b

c

cd

ba

S ka la re

G le it-kom m a

a

b

cV ektoren

F E 4

a

b

E inhe it

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.11 © W. Oberschelp, G. Vossen

13. Parallelrechner-Architekturen

Übersicht

SIMD-Architekturen

MIMD-Architekturen

Netzwerk-Architekturen

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.12 © W. Oberschelp, G. Vossen

Klassifikation von MIMD-Architekturen

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.13 © W. Oberschelp, G. Vossen

MIMD-Organisation mit einem Bus

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.14 © W. Oberschelp, G. Vossen

Netzwerkgekoppelter MIMD-Rechner

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.15 © W. Oberschelp, G. Vossen

Proz.

Proz. Proz.

Proz.

Speicher

Proz.

Proz. Proz.

Proz.

Speicher

Proz.

Proz. Proz.

Proz.

Speicher. . . . .

Verbindungsnetzwerk

Peripherie

MIMD-Rechner, bestehend aus Prozessor-Clustern

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.16 © W. Oberschelp, G. Vossen

Beispiel Speicherkopplung. Cray X-MP2

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.17 © W. Oberschelp, G. Vossen

4x4-Torus-Verbindung

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.18 © W. Oberschelp, G. Vossen

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

Rack

FoundrySwitch

Rack

FoundrySwitch

Rack

OC48

OC12

OC48

OC12

Google-Cluster in der Draufsicht

Rechneraufbau & Rechnerstrukturen, Folie 13.19 © W. Oberschelp, G. Vossen

Ende Kapitel 13