«Открытые системы»

Симметричная многопроцессорная обработка, как и многие актуальные технологии, имеет глубокие исторические корни

Вкомпьютерной истории 60-е годы отмечены переходом к архитектурам, позволяющим наиболее эффективно использовать весьма дорогие в то время процессорные ресурсы. Так появились системы с разделением времени, подразумевалось разделение времени процессора между задачами. Постепенно это название изменилось, получили распространение системы с многозадачным режимом, затем внимание сместилось на процессы и потоки команд, поэтому в современных процессорах реализуется многопотоковый режим. Но параллельно развивалась альтернативная идея, ее создатели размышляли над тем, как собрать процессорные ресурсы в единый пул для решения сложных задач. Эта идея нашла свое воплощение в том числе в системах с массовым параллелизмом (MPP), кластерах и других системах, обеспечивающих многопроцессорность, среди которых системы с симметричной многопроцессорной архитектурой SMP. В современных многоядерных процессорах, где реализуется многопотоковая обработка, наблюдается конвергенция этих двух направлений — многопотоковости и симметричной многопроцессорной обработки.

№ 37, 2000: Симметричная многопроцессорная обработка

«Симметричная многопроцессорная обработка Symmetrical MultiProcessing (SMP) — параллельная вычислительная архитектура, в которой несколько процессоров поддерживают единую копию операционной системы и совместно используют память и другие ресурсы компьютера. Все процессоры имеют равные права доступа к памяти, системы ввода/вывода и формируют одинаковые внешние прерывания.

Cray X1 с 504 процессорами — самая мощная SMP-система

Технология симметричной многопроцессорной обработки относится к компьютерной архитектуре, рассчитанной на использование нескольких процессоров. Она открывает длинный ряд продуктов, который начинается технологией Cache-Coherent Non-Uniform Memory Architecture (ccNUMA), или архитектурой неоднородного доступа к памяти с когерентным кэшем, и заканчивается слабосвязанными архитектурами массивных параллельных систем и распределенными системами типа Beowulf».

Довольно неожиданное утверждение. Хотелось бы, но, увы, не удается представить гипотетический ряд, начинающийся с NUMA, выстроенный через SMP до Beowulf. Перечисленные решения никак нельзя признать явлениями одного ряда: архитектура NUMA существенно отличается от SMP отношением к использованию памяти, а кластеры Beowulf вообще относятся к иному классу систем. Они строятся на принципах слабой связанности процессоров, напротив, в SMP связь совершенно жесткая. Скорее, в один ряд с SMP каким-то образом объединяются такие схемы как SSMP — синхронная версия с дополнительными блокировками и предложенная в 1998 году компанией Unisys сотовая схема Cellular Multi-Processing (CMP). Противоположностью SMP является AMP — асинхронная схема, объединяющая разнородные специализированные процессоры, предназначенные для специальных видов работ.

Как и у очень многих современных технологий, у SMP есть своя давняя история. Еще в 1962 году компания Burroughs представила симметричную мультипроцессорную машину D825, реализующую схему MIMD (множество команд и множество данных). В ней до четырех процессоров могли работать на общую память. Результатом развития D825 стала машина, более известная как B5000 с поддерживающей симметричную работу операционной системой. Компания Honeywell в 1969 году объединила восемь процессоров в системе Multics (не путать с одноименной операционной системой, предшественницей Unix).

В 1975 году был спроектирован процессор Intel iAPX 432, предназначенный для симметричных систем. Особый вклад в развитие SMP внесла компания Sequent, которая в 1984 году предложила мультипроцессорный компьютер Balance на процессоре NS32016, работавший под Unix-подобной собственной ОС DYNIX. В 1987 году Sequent первой начала выпускать системы на процессоре Intel 80386, она имела шину, подобные которой в последующем использовались в SMP-серверах на протяжении длительного времени, вплоть до появления коммутаторов во второй половине 90-х годов.

Сегодня SMP стала наиболее распространенным типом многопроцессорной архитектуры, обычно состоящей из двух или более процессоров, работающих на общую память. Максимальное число процессоров, установленных в один корпус, образующий единый пул ресурсов, может измеряться сотнями. При выходе из строя одного процессора нагрузка распределяется между оставшимися. В SMP любой процессор может выполнять любую задачу, задачи могут перераспределяться под управлением операционной системы. В начале 9-х SMP-серверы чаще строились на RISC-процессорах, в редких случаях на Intel 80486, но с появлением Pentium Pro появилась возможность строить четырехпроцессорные серверы на этой базе. В дальнейшем Pentium II и Pentium III, а также AMD Athlon MP расширили возможности архитектуры IA32 в применении к SMP. Однако 32-;разрядная адресация оставалась ограничением для прямой адресации, оно было преодолено с появлением архитектур AMD64 EM64T.

По общему объему производства на рынке SMP доминируют двухпроцессорные серверы и рабочие станции. Чаще всего они строятся на процессорах, реализующих систему команд x86, таких как Intel Xeon или AMD Athlon MP, Athlon 64 X2 или Opteron серии 200. Альтернативу им составляют серверы нижнего ценового уровня и рабочие станции Sun Microsystems (процессоры UltraSPARC), Fujitsu (SPARC64), SGI (MIPS), Intel (Itanium), Hewlett-Packard (PA-RISC или Alpha), IBM (Power) и Apple (PowerPC), выпускаемые и в однопроцессорном варианте. Более мощные серверы строятся на процессорах Xeon MP, AMD Opteron 800 (за редким исключением не более чем восьмипроцессорные), UltraSPARC, SPARC64, MIPS, Itanium, PA-RISC, Alpha и POWER. Самой большой SMP-системой был компьютер Cray Research X1. Теоретически он допускал сборку из 4096 процессоров, но такая конфигурация не была заказана никем, существует Cray X1 с 504 процессорами.


Из подшивок Computerworld

По мнению IDC, сетевой компьютер не завоюет мир

Джоанна Тааффи, № 37, 1996

У сетевого компьютера (Network Computer — NC), наверное, самые впечатляющие пропагандисты. Ларри Эллисон, глава компании Oracle, и Скотт Макнили, руководитель Sun Microsystems, выступили в качестве его адвокатов на European IT Forum…

Согласно прогнозам IDC, к концу 1996 года в мире будет насчитываться 30 млн. устройств, присоединенных к World Wide Web. К 2000 г. их количество возрастет до 233 миллионов.

http://www.osp.ru/cw/1996/37/30.htm

WorldCom монополизирует Internet

Мэтт Хэмблен, № 37, 1997

Заполучив крупный кусок всемирной магистрали Internet, компания WorldCom сможет существенно укрепить свои позиции за счет расширения объема услуг, предлагаемых заказчикам из сферы бизнеса. По условиям сделки, на подготовку которой ушло полгода, WorldCom приобретает подразделение высокоскоростных сетевых услуг компании CompuServe.

http://www.osp.ru/cw/1997/37/78.htm

Защита Федорова

Игорь Аглицкий, № 37, 1998

В условиях разразившегося в стране кризиса многие горячие головы пророчили крах крупнейшей отечественной выставке программных продуктов SofTool. К счастью, прогнозы эти не оправдались. На выставке были представлены практически все ведущие российские разработчики программ для бизнеса... Директор выставки SofTool и компании «Экспосервис-Ф» Александр Федоров — фигура далеко не однозначная. Но одного у него не отнимешь — это боец, готовый идти на максимальный риск ради сохранения дела, которому посвятил без малого десять лет. И может быть, именно поэтому выставка не провалилась ни в 1993-м, когда по Москве ездили танки, ни в 1998-м, когда кризис ударил по многим фирмам.

http://www.osp.ru/cw/1998/37/04.htm

Visor против Palm

Ярдена Арар, № 37, 1999

Тот факт, что Visor компании Handspring стал самым заметным явлением в мире персональных цифровых помощников после самого Palm, не удивителен, поскольку это устройство разрабатывала группа авторов оригинального PalmPilot....

Visor отличается от Palm тем, что он почти во всем превосходит своего предшественника. Календарь предлагает три способа представления информации, чего не позволяет Palm (недельный план, годовой план и список встреч), калькулятор имеет ряд новых функций, а соединение Universal Serial Bus, по которому происходит синхронизация карманного и настольного ПК, передает данные примерно в четыре раза быстрее, чем последовательное соединение в Palm.

http://www.osp.ru/cw/1999/37/39.htm

Техника не должна простаивать!

Джейсон Месерв, № 37, 2000

Молодая компания United Devices (ей удалось привлечь 13 млн. долл. от венчурных фондов) энергично пропагандирует свое клиентское программное обеспечение: компьютеры, на которых оно установлено, смогут участвовать в распределенных проектах вместе с тысячами других простаивающих устройств, подключенных к Internet…

Сегодня подобная модель распределенной обработки используется — с известным успехом — в двух популярных проектах: Distributed.net и SETI@Home. В SETI Institute сообщают, что уже свыше 2,3 млн. пользователей загрузили к себе клиентскую программу, которая обрабатывает радиолокационные данные в поисках сигналов от внеземных цивилизаций. Distributed.net, которая ведет работы, связанные со «взламыванием» ключей шифрования различной длины, привлекла к проекту RC5-64 примерно 266 тыс. пользователей.

http://www.osp.ru/cw/2000/37/041_0.htm

Microsoft тайно пользуется открытым кодом

№ 37, 2001

С FreeBSD используется на многочисленных серверах, управляющих основными функциями службы бесплатной электронной почты Hotmail, число подписчиков которой превышает 100 млн… Когда корпорация в 1997 году приобрела Hotmail, в некоторых фрагментах этой системы использовалась FreeBSD, и в Microsoft поясняли, что это временное положение и постепенно серверы будут заменены. Однако представители другого лагеря уверены, что возможности FreeBSD значительно превосходят те, что может предложить Windows, и корпорация будет вынуждена продолжать использовать FreeBSD для решения критически важных задач, таких как DNS-хостинг.

http://www.osp.ru/cw/2001/37/000_41.htm

Устроитель COMDEX отменил ряд выставок

№ 37, 2002

Компания Key3Media Group, организатор выставки COMDEX, отменила часть событий, запланированных к проведению в Северной Америке в 2003 году. Отменены выставки COMDEX Chicago, COMDEX Vancouver, COMDEX Montreal, COMDEX/NetWorld+Interop Atlanta и Seybold Seminars New York. В 2003 году будут проведены COMDEX Fall Las Vegas, COMDEX Canada/NetWorld Interop; NetWorld+Interop Las Vegas и Seybold San Francisco. В качестве причины отмены событий в компании называют низкую деловую активность на рынке ИТ и в выставочной отрасли. В день объявления об отмене выставок рейтинговое агентство Moody?s Investor Services понизило рейтинг Key3Media.

http://www.osp.ru/cw/2002/37/000_7.htm

Магазин будущего

Джон Блау, № 37, 2003

Представьте себе в супермаркете специальную радиочастотную метку на флаконе шампуня, постоянно отслеживающую его местонахождение, «умную полку», информирующую персонал о необходимости пополнить ассортимент сыров, или тележку, оборудованную миниатюрным компьютером, позволяющим покупателям как следует изучать свои покупки, находить выгодные предложения и с комфортом передвигаться по огромному магазину… Самые современные устройства для розничной торговли, разработанные с использованием информационных технологий, в настоящее время проходят масштабную проверку в одном из супермаркетов в немецком городе Рейнберг.

http://www.osp.ru/cw/2003/37/038_1.htm

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями