多处理机系统的关键技术探讨.pdf

：煎…一堡…～……碴 UJ}AN C0 PUT鞲 DOI：10．16707~．cnki．fjpe．2017．O1．062 多处理机系统的关键技术探讨 姜 碉 (西南民族大学 计算机科学技术学院 四川 成都 610041) 【摘 要】本文分析了多处理机系统的两种存储结构，讨论了多处理机系统的软件所采用的多线程机制及各 自的特 占’。多处理机系统在软硬件技术的结合下改善处理机的性能。 【关键词】多处理机 共享存储 多线程 1前言 通过尽可能地隐藏写时延来提高性能，增加了硬件复杂 在超大型计算中，并行计算机有着较大范围的应用。随着 性，并且用的是一个比较复杂的程序设计模型。但是，它能保证 科技的发展，应用范围的扩大，对计算机的高性能、低价格有了 程序执行的正确性，操作对的地址不同的前提下，减少高速缓 更高的要求，并行处理已经了成为现代计算机的关键技术。分 存一致性的开销，保证一致性。 布式并行处理能够满足基于计算机网络的快速计算的需要。因 2．2分布式共享存储器 此，多处理系统的关键技术成为了问题的核心。本文硬件上从 多个处理机共享存储器地址空间，该系统内任何处理器上 存储结构以及软件上从多线程，这两个方面讨论了对多处理机 的进程都能直接访 问整个系统内的任何本地和远程存储器。对 的支持 。 于分布式共享存储器 (DistributedSharedMemory，DSM)，就物 2存储结构 理位置而言，存储器位于不同的节点中。但是，系统的硬件和软 并行计算机采用集中式存储器体系结构或者采用分布式 件却使得用户看起来好像是一个单地址空间。 存储器体系结构 。 2．2．1分布式一致性高速缓存 2．1集中式存储器 每个应用程序的共享数据可以进行高速缓冲，私有数据也 统一存储器结构 (UnifiedMemoryArchitecture，UMA)中，每 可以实现高速缓冲。通过高速缓冲共享的读写数据，使系统的 个存储器单元到每个处理器的距离都是相等的，因此，各个存 性能有很大的提高，因读缺失而浪费的周期数大大减少。可是， 储器访问操作所花的时间大致相等。多处理机单一共享存储器 工程应用问题的数据集很大，并行性降低了空间本地性，处理 地址空间，如图1所示。 机之间的通信导致了使无效缺失，使命中率低。但是，硬件支持 高速缓存一致性仍是提高性能的有效技术，它无需编译器或程 序员的帮助。 2．2．2可扩展的一致性接 口 多处理机的超级计算机要支持可扩展性，必须设计成能够 支持标量、向量和并行处理。可扩展性的主要问题是在处理机 台数和存储器端 口数不断增加情况下怎样共享存储器。存储器 图 1共享存储器 存取延时和处理机之间通信开销的增加也限制了可扩展性。 处理机网络本身不存在共享的存储器，但是虚拟共享存储 目前的SC1支持单向的点对点连接。全部开发后，可使更 就