第17章平行策略效能改善的兩個基本技術平行電腦平行特性微觀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）向量處理器傳統電腦的正規化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系統最主要的特性就在於平行結構。作業系統負責程式碼的最佳化控制理論上，N個處理器執行速度應該N倍於單一處理器。可高速處理外部I/O（不影響CPU速度）如果叢集具有N部電腦，資料會被分割成N部分，每個部分會送到其中一部電腦獨立運算；IBM大型主機使用一種稱為通道的可程式I/O處理器。比如，使用處理器來管理磁碟儲存設備。如果想要移動一個正方形視窗，則軟體必須拷貝某個區域位置的等效視窗位元組到另一個位置，一次一個位置，慢慢移動整個視窗。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。可高速處理外部I/O（不影響CPU速度）同時存取記憶體必須使用多埠記憶體程式碼必須使用鎖，來預防干擾。對稱和非對稱多重處理器的規劃MIMD（多重指令多重資料流）理論上，N個處理器執行速度應該N倍於單一處理器。又稱為順序結構、或單一處理器結構矩陣容易切割成多個小塊，利於計算。如果叢集具有N部電腦，資料會被分割成N部分，每個部分會送到其中一部電腦獨立運算；浮點數計算速度遠比CPU快速系統最主要的特性就在於平行結構。SISD描述無法支援巨集平行的結構典型的影像硬體使用順序位元組，來儲存螢幕每一個像素的數值。又稱為順序結構、或單一處理器結構理論上，N個處理器執行速度應該N倍於單一處理器。其中，是單一處理器的執行時間主處理器：一個（或一組）處理器控制整體執行（負責最佳化整體控制）分散式系統的特例就是網路叢集，或稱為叢集電腦。AMP（非對稱多重處理器）系統最主要的特性就在於平行結構。程式或資料數值容易移植。CPU會下載程式到I/O處理器SIMD結構又稱為向量處理器或陣列處理器。比如，使用處理器來管理磁碟儲存設備。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當多個處理器同時存取一個資源時，稱為資源競爭。I/O使用一個專用的可程式處理器網格可以降低科學應用的執行時間。其中，是單一處理器的執行時間又稱為順序結構、或單一處理器結構平行處理器數量應該達一定的規模系統最主要的特性就在於平行結構。比如，高速影像電腦可以連接四個顯示器，一個顯示器使用一個特殊的影像處理器，來進行控制。對稱和非對稱多重處理器的規劃以一般的計算而言，把更多的處理器加入多重處理器系統，反而可能導致新的額外負荷，降低整體效能的表現。第17章平行策略比如，使用處理器來管理磁碟儲存設備。程式或資料數值容易移植。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網格計算結論結論(Cont.)