Cấu trúc máy tính Chương 6

Cấu trúc máy tính Chương

TỔ CHỨC MÁY TÍNH VÀ HỢP NGỮ

Chương 3

MỘT SỐ DẠNG KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

Nội dung chương 6

I. Kiến trúc máy tính song song

II. SMP (Symmetric MultiProcessor)

I Kiến trúc máy tính song song

1. Khái niệm

2. Các mô hình kiến trúc song song

3. Giải thuật song song

1 Khái niệm

 Kiến trúc máy tính tuần tự (kiến trúc Von-Neumann) tiến đến giới hạn tốc độ

 Cần các kiến trúc song song

SISD, SIMD, MISD, MIMD

 CPU Intel:

• SIMD

• Pipelining với branch prediction

Máy tính dạng SIMD và MIMD

 SIMD

• Vector computer

 MIMD  kiến trúc song song

• MultiProcessor  Parallel Computer

• Multicomputer  Distributed system

Phân loại kiến trúc máy tính song song

Các cấp kiến trúc máy tính song song

(a) On-chip parallelism (b) Coprocessor (c) Multiprocessor (d) Multicomputer (e) Grid

Ví dụ: siêu phân luồng trên Pentium 4

NUMA multiprocessor

Máy tính NUMA dựa trên hai cấp bus

Ví dụ: Multiprocessor

a Multiprocessor với 16 CPU dùng chung 1 bộ nhớ

b Một hình ảnh được chia thành 16 phần cho 16 CPU xử lý

Ví dụ: Multicomputer

a Multicomputer với 16 CPU, mỗi CPU có bộ nhớ riêng

b Một hình ảnh được chia thành 16 phần trên 16 bộ nhớ

Kiến trúc Cluster

Các sơ đồ kết nối tĩnh

II

Kết nối động dùng switches

Bộ nhớ dùng chung (shared memory)

Bộ nhớ dùng chung (tt)

Distributed system

3 Giải thuật song song

Được thiết kế qua 4 giai đoạn:

 Phân chia

 Truyền thông

 Tích tụ

 Ánh xạ

II SMP

1. Đặc điểm

2. Ví dụ

3. Hoạt động

1 Đặc điểm

 Tăng hiệu suất máy vi tính dùng CPU Intel

 Tương thích với máy AT

• Hoạt động như máy 1 CPU với hệ điều hành

1 CPU

 Dùng cho các CPU Intel từ 80486

• CPU có hỗ trợ multiprocessor

• Các CPU hoàn toàn tương đương

• Cấu hình mặc định: 2 CPU, tối đa 16 CPU

• Chương trình có thể thực hiện trên mọi CPU

 Các CPU dùng chung hệ thống I/O

• Hoạt động với các tiêu chuẩn bus ISA, PCI

2 Ví dụ

Ví dụ (tt)

BSP Bootstrap Processor

AP Application Processor

APIC Advanced

Programmable Interrupt Controller

ICC Interrupt Controller Communication

3 Hoạt động

Ví dụ