У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Кластерные системы

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2015-07-05

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 6.4.2025

Вопрос №16

1.Кластерные системы. Неоднородные системы.

2.Статическая память. Электрическая схема ячейки памяти.

3.Совмещение синхронизации асинхронного сигнала с условием его прохождения. Нарисовать принципиальную схему для условия a   12 (a – байт, разряды ,  , …).

1. Кластерные системы. Неоднородные системы.

Кластер - это связанный набор полноценных компьютеров, используемый в качестве единого вычислительного ресурса.

Существует технология построения больших компьютеров и суперкомпьютеров на базе кластерных решений. По мнению многих специалистов, на смену отдельным, независимым суперкомпьютерам должны прийти группы высокопроизводительных серверов, объединяемых в кластер.

Вычислительные кластеры

Кластеры используются в вычислительных целях, в частности в научных исследованиях. Для вычислительных кластеров существенными показателями являются высокая производительность процессора в операциях над числами с плавающей точкой (flops) и низкая латентность объединяющей сети, и менее существенными — скорость операций ввода-вывода, которая в большей степени важна для баз данных и web-сервисов. Вычислительные кластеры позволяют уменьшить время расчетов, по сравнению с одиночным компьютером, разбивая задание на параллельно выполняющиеся ветки, которые обмениваются данными по связывающей сети. Одна из типичных конфигураций — набор компьютеров, собранных из общедоступных компонентов, с установленной на них операционной системой Linux, и связанных сетью Ethernet, Myrinet, InfiniBand или другими относительно недорогими сетями. Такую систему принято называть кластером Beowulf. Специально выделяют высокопроизводительные кластеры (Обозначаются англ. аббревиатурой HPC Cluster — High-performance computing cluster). Список самых мощных высокопроизводительных компьютеров (также может обозначаться англ. аббревиатурой HPC) можно найти в мировом рейтинге TOP500. В России ведется рейтинг самых мощных компьютеров СНГ.

Удобство построения кластерных ВС заключается в том, что можно гибко регулировать необходимую производительность системы, подключая к кластеру с помощью специальных аппаратных и программных интерфейсов обычные серийные серверы до тех пор, пока не будет получен суперкомпьютер требуемой мощности. Кластеризация позволяет манипулировать группой серверов как одной системой, упрощая управление и повышая надежность.

Важной особенностью кластеров является обеспечение доступа любого сервера к любому блоку как оперативной, так и дисковой памяти. Эта проблема успешно решается, например, объединением систем SMP-архитектуры на базе автономных серверов для организации общего поля оперативной памяти и использованием дисковых систем RAID для памяти внешней (SMP — Shared Memory multiprocessing, технология мультипроцессирования с разделением памяти).

достоинства кластерных суперкомпьютерных систем:

   высокая суммарная производительность;

   высокая надежность работы системы;

   наилучшее соотношение производительность/стоимость;

   возможность динамического перераспределения нагрузок между серверами;

   легкая масштабируемость, то есть наращивание вычислительной мощности путем подключения            дополнительных серверов;

   удобство управления и контроля работы системы.

 недостатки:

   задержки разработки и принятия общих стандартов;

   большая доля нестандартных и закрытых разработок различных фирм, затрудняющих их совместное использование;

   трудности управления одновременным доступом к файлам;

   сложности с управлением конфигурацией, настройкой, развертыванием, оповещениями серверов о сбоях и т.п.

SMP система состоит из нескольких однородных процессоров и массива общей памяти. Один из часто используемых в SMP архитектурах подходов для формирования масштабируемой, общедоступной системы памяти, состоит в однородной организации доступа к памяти посредством организации масштабируемого канала память-процессоры.

Недостатком данной архитектуры является необходимость организации канала процессоры-память с очень высокой пропускной способностью.

NUMA (nonuniform memory access) в отличие от привычной SMP архитектуры с разделяемой памятью представляет собой несколько отдельных процессоров, каждый из которых, кроме собственного кэша, обладает также локальной памятью.

2. Статическая память. Электрическая схема ячейки памяти.

Статическая оперативная память с произвольным доступом (SRAM, static random access memory) — полупроводниковая оперативная память, в которой каждый двоичный или троичный разряд хранится в схеме с положительной обратной связью, позволяющей поддерживать состояние без регенерации, необходимой в динамической памяти (DRAM). Тем не менее, сохранять данные без перезаписи SRAM может только пока есть питание, то есть SRAM остается энергозависимым типом памяти. Произвольный доступ (RAM — random access memory) — возможность выбирать для записи/чтения любой из битов (тритов) (чаще байтов (трайтов), зависит от особенностей конструкции), в отличие от памяти с последовательным доступом (SAM — sequential access memory).

Рис.1

Типичная ячейка статической двоичной памяти (двоичный триггер) на КМОП-технологии состоит из двух перекрёстно (кольцом) включённых инверторов и ключевых транзисторов для обеспечения доступа к ячейке (рис. 1.). Часто для увеличения плотности упаковки элементов на кристалле в качестве нагрузки применяют поликремниевые резисторы. Недостатком такого решения является рост статического энергопотребления.

Линия WL (Word Line) управляет двумя транзисторами доступа. Линии BL и BL (Bit Line) — битовые линии, используются и для записи данных и для чтения данных.

Запись. При подаче «0» на линию BL или BL параллельно включенные транзисторные пары (M5 и M1) и (M6 и M3) образуют логические схемы 2ИЛИ, последующая подача «1» на линию WL открывает транзистор M5 или M6, что приводит к соответствующему переключению триггера.

Чтение. При подаче «1» на линию WL открываются транзисторы M5 и M6, уровни записанные в триггере выставляются на линии BL и BL и попадают на схемы чтения.

Восьмитранзисторная ячейка двоичной SRAM описана в http://www.citforum.ru/book/optimize/sdram.shtml

«+»

Быстрый доступ. SRAM — это действительно память произвольного доступа, доступ к любой ячейке   памяти в любой момент занимает одно и то же время.

   Простая схемотехника — SRAM не требуются сложные контроллеры.

   Возможны очень низкие частоты синхронизации, вплоть до полной остановки синхроимпульсов.

   Низкое энергопотребление.

«-»

   Невысокая плотность записи (шесть-восемь элементов на бит[4], вместо двух у DRAM).

   Вследствие чего — дороговизна килобайта памяти.

Тем не менее, высокое энергопотребление не является принципиальной особенностью SRAM, оно обусловлено высокими скоростями обмена с данным видом внутренней памяти процессора. Энергия потребляется только в момент изменения информации в ячейке SRAM.

Применение

 SRAM применяется в микроконтроллерах и ПЛИС, в которых объём ОЗУ невелик (единицы килобайт), зато нужны низкое энергопотребление (за счёт отсутствия сложного контроллера динамической памяти), предсказываемое с точностью до такта время работы подпрограмм и отладка прямо на устройстве. В устройствах с большим объёмом ОЗУ рабочая память выполняется как DRAM. SRAM’ом же делают регистры и кеш-память.

3. Совмещение синхронизации асинхронного сигнала с условием его прохождения. Нарисовать принципиальную схему для условия a   12 (a – байт, разряды ,  , …).




1. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ Тема- Программирование разветвляющихся алгорит
2. Кассовая работа с ценностями в иностранной валюте дорожных чеках и денежных знаках банка России
3. Расследование и учет несчастных случаев на производстве
4. Альтернативный веб-дизайн
5. ссуда Соответственно тех кто дает деньги в долг называюткредиторами а тех кто берет деньги в долг назыв
6. Дипломная работа- Применение интеграционных маркетинговых коммуникаций в туристическом бизнесе
7. Экономические кризисы, их место в экономике Республики Беларусь
8. Реферат на тему- Наследование по завещанию
9. Подбор подшипников качения
10. Управление рисками инвестиционных проектов в пищевой промышленности