Механизм когерентности обобщенного кольцевого гиперкуба

Страница: 5/6

Если глобальное состояние строки в резидентном модуле "некэши­рованная" или "удаленно-разделенная", то копия строки посылается в запросивший модуль и в список модулей, содержащих копии рассмат­риваемой строки, вносится модуль, запросивший копию.

Если состояние строки "удаленно-измененная", то запрос "промах чтения" перенаправляется в модуль, содержащий измененную строку. Этот модуль пересылает требуемую строку в запросивший модуль и в модуль, резидентный для этой строки, и устанавливает в резидентном модуле для этой строки состояние "удаленно-распределенная".

Если процессор выполняет операцию записи и состояние строки, в которую производится запись "измененная", то запись выполняется и вычисления продолжаются. Если состояние строки "невозможная к ис­пользованию" или "разделяемая", то модуль посылает в резидентный для строки модуль запрос на захват в исключительное использование этой строки и приостанавливает выполнение записи до получения под­тверждений, что все остальные модули, разделяющие с ним рассматри­ваемую строку, перевели ее копии в состояние "невозможная к исполь­зованию".

Если глобальное состояние строки в резидентном модуле "некэши­рованная", то строка отсылается запросившему модулю, и этот модуль продолжает приостановленные вычисления.

Если глобальное состояние строки "удаленно-разделенная", то рези­дентный модуль рассылает по списку всем модулям, имеющим копию строки, запрос на переход этих строк в состояние "невозможная к ис­пользованию". По получении этого запроса каждый из модулей изменя­ет состояние своей копии строки на "невозможная к использованию" и посылает подтверждение исполнения в модуль, инициировавший опе­рацию записи. При этом в приостановленном модуле строка после ис­полнения записи переходит в состояние "удаленно-измененная".

Предпринимаются попытки повысить эффективность реализации ал­горитма когерентности, в частности, за счет учета специфики парал­лельных программ, в которых используются асинхронно одни и те же данные на каждом временном интервале исключительно одним процес­сором с последующим переходом обработки к другому процессору. Та­кого рода ситуации случаются, например, при определении условий окончания итераций. В этом случае возможна более эффективная схема передачи строки из кэша одного процессора в кэш другого процессора.

1.3. КС типа обобщенного кольцевого гиперкуба

Описываемая в данной работе среда обеспечивает построение легко наращиваемой вычислительной системы, которая может содержать большое число процессоров. Поэтому при проектировании она изначально предназначалась для создания систем распределенных вычислений. Однако универсальность коммуникационных процессоров узлов позволяет использовать ее также при создании сетей рабочих станций. Простота наращивания количественных параметров среды обусловлена, прежде всего, регулярностью коммутационной структуры.

Для простоты понимания будем рассматривать частный случай – трехмерную среду с кольцевыми связями. Каждый узел представляет собой совокупность двух процессоров – обрабатывающего и коммуникационного. Обрабатывающий процессор – это общее понятие, под которым понимается любое устройство обработки информации, но которое не может осуществить самостоятельную передачу данных в среде. А коммуникационный процессор является инструментом для обрабатывающего процессора, предоставляющим ему возможность осуществить обмен информацией с другими узлами среды.

Каждый узел среды имеет 6 двунаправленных каналов ввода/вывода, которые используются в качестве непосредственных связей с соседними узлами (Рис.1). Возможно, применение двух встречных однонаправленных каналов вместо одного двунаправленного, что позволяет увеличить пропускную способность при незначительном увеличении аппаратных затрат. Каждый узел также имеет 6 магистральных каналов ввода/вывода – по два в каждом измерении. Коммуникационный процессор производит прием/передачу информации по каналам ввода/вывода, причем может использоваться как коммутация пакетов, так и коммутация каналов.

Реферат опубликован: 9/03/2006