Жоғары өнімділікті ЭЕМ-ді жалпы қабылданған халқаралық классификациясына өтейік.
Симметриялы мультипроцессорлық жүйелері (SMP - Symmetric Multi-Processing). Симметриялы көппроцессорлы (SMP) түйін бірдей қолданылатын екі немесе одан көп бірдей процессорға ие.барлық процессорлар барлық процессорлар түйіннің есептеу қорларына бірдей рұқсатқа ие. Процессорлар түйіннің бірегей жадында сақталатын мәліметтермен бір уақытта жұмыс істейтіндіктен SMP-архитектураларда мәліметтерді когеренттілеуді ұстап тұру механизмі болу қажет. Мәліметтердің когеренттілігі уақыттың кез келген уақытында мәліметтердің әр элементі үшін түйіннің жадында жадының түрлі түрлерінде және түрлі процессорлармен өңделетін мәліметтердің элементінің бірнеше көшірмелері болатындығына қарамастан оның тек бір мәні барын білдіреді. Заманауи SMP-архитектураларда когеренттілік аппаратты құралдармен іске асырылады.
Кәдімгі SMP-архитектуралар когеренттілікті демеу механизмін аппаратты жүзеге асыру ретінде бақылау шинасын қолданады (snoopy bus).
Массивті-параллельді жүйелер (МРР - Massively Parallel Processing).Әдетте МРР сәулет түйіндері бір ЦПУ-дан құралады, шағын жад және бірнеше енгізу-шығару құрылғысы.Әрбір түйінде өзінің ОЖ көшірмесі жұмыс істейді, ал түйіндер бір-бірімен арнайы байланыспен байланысқан.Түйіндердің арасында келісімді байланыс (және әрбір түйінге тәуелді ОЖ көшірмелері арасындағы) аппаратты тәуелді когереттілікті қажет етпейді, себебі әрбір түйін меншікті ОЖ және физикалық жадтың өзінің уникальды адресін қажет етеді. Когереттілік хабарлама жіберу техникасының пайдаланылуымен бағдарламалық құрылғылармен жүзеге асады,.Кілттік айырым жеке SMP- түйіннің және МРР-жүйенің арасында, ішкі SMP-түйіннің когеренттілігі ақпаратты құрылғыларға тәуелді болып табылады. Бұл шын мәнінде жылдам, бірақ қымбат. МРР-жүйеде процессордың осындай санымен когереттілік түйіннің арасында бағдарламалық құрылғылармен жүзеге асады. Сол себептен бұл ақырын болып жатады, алайда бағасы біршама төмен.
Жадқа біртекті рұқсат жүйесі (NUMA - non uniform memory access). Жүйе бірыңғай базалық модульдерден (плат) тұрады, шағын өлшемді процессор және жад топтамасынан құралады.Жоғарғыжылдамдықты коммутатор көмегімен модульдар өзара біріктірілген. Біртұтас адресті кеңістік жойылған жадқа аппаратты рұқсат алу және басқа модуль жадтарына қолданылады. Бұл ретте рұқсат алу жергілікті жад жойылған жадқа қарағанда жылдам болып табылады. Басқаша, егер аппаратты кэштің когереттілкінің барлық жүйеде (әдеттегідей) қолданылса, - NUMA (cache - coherent NUMA) архитектура жайында айтады
Параллельді-векторлық жүйелер (PVP). Векторлық деректердің өңдеуінің командасы векторлық-конвейерлік процессорлар туралы айтады, өзінің кезегінде жалпы қолданылатын жүйелер немесе бөлінген жад бірігуі мүмкін. PVP -жүйенің негізгі белгісімен арнайы векторлық-конвейерлік процессордың болуы, біртекті өңдеу векторы тәуелсіз деректердің тиімді орындалатын конвейерлік функциялық құрылымдарда болып табылатыны көзделген. Бірнеше осындай процессорлар (1-16) бір мезгілде ортақ жадпен (SMP сияқты) процессорлық конфигурациялармен жұмыс істейді. Бірнеше осындай түйіндер коммутатор көмегімен байланысуы мүмкін.
Әлсізбайланысқан көпмашиналық жүйелер. Кластерлі жүйелер. Мета- компьютерлер
MPP жүйенің ең маңызды характеристикасы байланыстың процессорлық сетінің топологиясы болып табылады. Енді кластерлі жүйелерді қарастырамыз. Сонымен, классификацияныы еске түсіреміз. Маңызды параметр байланыстың дәрежесі болып табылады. Ол келесідей түрде болады: SMP - >MPP ->Кластеры->Мета-компьютерлер.
Ұйғарым бойынша, Aberdeen Group форматталуы, бұл көпмашиналы кешенді кластер:
- пайдаланушы көзқарасы біртұтас жүйе ретінде көрінеді;
- жоғарғы сенімділікті (даярлықты) қамтамасыз етед;
- ортақ файлдық жүйесі бар;
- өндірістің дамуы ресурстар қосу (масштабтылық) сипатына ие;
- қте баяу қосылады;
- Біртұтас жүйе ретінде басқарылады.
Кластерлі жүйелер. Ортақ мақсаттың жұмыс бекетінің (немесе тіпті ДК) жиынтығы массивті-параллельді компьютер нұсқасы арзан сапада қолданылады. Түйіндердің байланысы үшін бір стандартты желілік технологиялар(Fast/Gigabit Ethernet, Myrinet) шина сәулетінің немесе коммутаторлармен қолданылады.
Кластер екі немесе оданда түйіндерден тұрады, келесі талаптарға сай:
- Әрбір түйін өзінің ОЖ көшірмесінде жұмыс істейді;
- Әрбір түйін өзінің ОЖ бөлінімен жұмыс істейді;
- түйіндер басқа ресурстарға ортақ бөлінеді,дискіге және де таспалар сияқтыларға бөлінеді.
Кластерден айырмашылығы МРР жүйе ресурстарды сақтау үшін бөлінбейді.Бұл SMP- жүйенің және дәстүрлі МРР-жүйелердің арасындағы басты айырмашылық.
Қысқаша айта кететін болсақ, есептеуші кластер –бұл компьютер жиынтығы,кейбір желі шегі үшін бір есепті шешуге біріктірілген.Есептеуші түйіндер сапасы әдетте нарықта қолжетімді бірпроцессорлы компьютерлер, екі немесе төрт процессорлы SMP- серверлер пайдаланылады. Әрбір түйін өзінің операциялық жүйе көшірмесінің басқаруымен жұмыс жасайды, көбіне стандартты операциялық жүйелер пайдаланылады: Linux, NT, Solaris және т.б.Түйіндердің құрамы және қуаттылығы әр түрлі жүйелер құруға мүмкіндік бере отырып бір кластер шегінде өзгеруі мүмкін. Нақты коммуникациялық орта таңдауы көптеген факторлармен:есепті шешу кластарының ерекшеліктерімен, жетімді қаржыландырумен, кластердің кейінгі аумақтарының конфигурациясымен және т.б. анықталады. Арнайы компьютерлер конфигурациясын қосуы мүмкін, мысалы, файл-сервер, және кластердің өшірілген рұқсатын интернет арқылы алу мүмкіндігі бар.
Кластерлер түрлі компьютерлермен байланысқан болу мүмкін (гетерогендік кластерлер), және бірдеңгейлі(гомогендік кластерлер).
Параллельді компьютерлердің негізгі параметр классификациясы жалпы (SMP) немесе таралған жад (MPP) болып табылады.SMP және MPP арасында таралған физикалық жады негізінде NUMA-сәулеті ұсынылады, бірақ логикалық жалпыға қолжетімді. Кластерлі жүйелер MPP нұсқасының арзаны болып табылады.Векторлық деректердің өңдеуінің командасы туралы, векторлық-конвейерлік процессорларда айтатын, өзінің кезекті PVP- жүйесінің бірлесуі мен таралған жад. Үлкен мәлімділікті бір жүйеде түрлі сәулеттің және әртүрлі жүйенің құрылысының қисындастыруының идеялары қолданады. Таралған есептеуші ұйымдар ғаламдық жүйелерде мета компьютерлер жайлы айтады, нақты айтқанда өздерінен параллельді архитектура ұсынбайды.
Есептеуші жүйе құруда негізгі мәселенің бірі барлық уақытта есепті қамтамасыз етуде олардың функционалды жалғасуы. Бұл есеп үш құрамды: сенімділік, даярлық және қызмет ыңғайлысы.Осы үш құрам бірінші кезекте жүйе ақауларымен күресті, бас тартулар мен жұмыс жағдайларындағы бұзылуларды қадағалайды.Бұл күрес сол үш бағытта жүргізіледі.
