第17章平行策略效能改善的兩個基本技術平行電腦某些對稱設計可以使用主僕架構或者分散式協調機制。AMP（非對稱多重處理器）I/O使用一個專用的可程式處理器AMP包含N個處理器，可在同一時間運作，但是不一定採用相同處理器。SIMD（單一指令多重資料流）處理數目龐大的處理器之間的通訊網格可以降低科學應用的執行時間。平行和備份硬體之間的差異在於：I/O使用一個專用的可程式處理器Sequent公司（現為IBM所有）建立的SMP加入四個處理器的PC，被稱為四處理器電腦。把二個處理器加入PC，雖然也是平行策略，但習慣上稱為雙處理器電腦。把所有的平行硬體單元都置放在相同的電腦內部平行和備份硬體之間的差異在於：一味增強計算能力，也無法降低整體執行時間。SMP（對稱多重處理器）微觀vs巨觀微觀平行範例巨觀平行範例對稱vs非對稱細紋vs粗紋顯性vs隱性平行結構平行結構分類(Flynn分類法)SISD（單一指令單一資料流）SIMD（單一指令多重資料流）向量處理器平行和備份硬體之間的差異在於：僕處理器：引入其它的處理器，處理其它的輔助功能，像是算術計算或I/O。平行策略是如此地普遍，幾乎所有的電腦系統都具有某些型式的平行硬體，我們常使用微觀平行來描述：那些確實具備平行能力，但隱藏不易看見的結構。效能改善的兩個基本技術理想情況：處理器數量與速度提昇呈現線性增加的現象。對稱和非對稱多重處理器的規劃AMP包含N個處理器，可在同一時間運作，但是不一定採用相同處理器。MIMD（多重指令多重資料流）SIMD（單一指令多重資料流）平行策略是最佳化效能的基本技術理想和實際的速度提昇比可高速處理外部I/O（不影響CPU速度）傳統的范紐曼結構就是SISD等到所有電腦結束計算後，收集這些結果，並且產生最後的輸出。AMP結構遵循主僕方法以個別的指令或資料為單位把二個處理器加入PC，雖然也是平行策略，但習慣上稱為雙處理器電腦。向量電腦的正規化影像處理器MIMD（多重指令多重資料流）SMP（對稱多重處理器）SMP架構圖AMP（非對稱多重處理器）AMP結構AMP結構範例I/O處理器多重處理器結構的挑戰通訊協調競爭多重處理器的效能瓶頸速度提昇比定義理想和實際的速度提昇比速度提昇比的結論對程式設計師的影響鎖定的需求平行存取的問題硬體鎖定硬體鎖定範例平行電腦的規劃平行電腦的規劃重點對稱和非對稱多重處理器的規劃平行備份硬體分散式電腦叢集電腦把二個處理器加入PC，雖然也是平行策略，但習慣上稱為雙處理器電腦。SIMD每一個指令雖然只能指定單一運算動作（比如：整數加法），但可以要求多個資料項目同時動作。比如，影像處理器使用16個平行硬體單元，來更新16個位元組。需要程式設計師來控制每一個平行單元的執行動作，稱為顯性平行。等到所有電腦結束計算後，收集這些結果，並且產生最後的輸出。叢集問題最好經得起分割，比如：把所有的平行硬體單元都置放在相同的電腦內部SISD最重要的特徵：典型的SMP設計具有N個相同的處理器，具有相同的指令集、時脈速率、記憶體、以及外部設備，但可以各自執行程式。SMP（對稱多重處理器）多個同時運作、但功能各不相同的元件把所有的平行硬體單元都置放在相同的電腦內部硬體會自動地處理平行策略，毋需任何程式設計師動手來啟始或控制。結論結論(Cont.)