วันพุธที่ 11 มีนาคม พ.ศ. 2552

บทที่ 14 - มัลติโปรเซสเซอร์ (Multiprocessors)

มัลติโปรเซสเซอร์
(Multiprocessors)

Multiprocessors Strcuture







ระบบที่ยึดเหนี่ยวกันแบบหลวม
-ระบบประกอบด้วยจำนวนคอมพิวเตอร์ที่มีความเป็นอิสระ
และแยกห่างจากกัน
-การติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบติดต่อกันด้วย
อินเทอร์เฟซ (Interface) ที่ใช้โปรโตคอล (Protocol) เดียวกัน
-การติดต่อสื่อสารคอมพิวเตอร์ในระบบส่วนใหญ่เป็นแบบอนุกรมที่มี
ความเร็วสูง
-การติดต่อกันระหว่างคอมพิวเตอร์สามารถทำได้อย่างทั่วถึงทำให้ผู้ใช้
จากสถานที่ต่าง ๆ สามารถเข้าถึงข้อมูลได้สะดวก

ระบบที่ยึดเหนี่ยวกันแบบปานกลาง
-ระบบเฉพาะกิจที่ออกแบบสำหรับแก้ปัญหาใดปัญหาหนึ่ง
-ตัวอย่างที่ชัดเจนคือระบบมัลติเพิลโปรเซสเซอร์
(Multiple Processor)
-เป็นตัวอย่างของระบบคอมพิวเตอร์แบบกระจาย
(Distributed Computer System)
-ช่วยให้เกิดการใช้ทรัพยากรอย่างเหมาะสม
-ลดค่าใช้จ่ายในการสื่อสารข้อมูล
-ลดค่าใช้จ่ายรวมของทั้งระบบ
-ความน่าเชื่อถือของระบบจะดีขึ้น เนื่องจากเมื่อโปรเซสเซอร์ตัวใดตัว
หนึ่งเสีย
ระบบยังคงสามารถทำงานต่อได้

ระบบที่ยึดเหนี่ยวกันอย่างเหนียวแน่น
-โปรเซสเซอร์ทุกตัวสามารถเข้าถึงหน่วยความจำหลักหรือหน่วยความจำร่วม
(Share Memory)ได้
-โปรเซสเซอร์แต่ละตัวอาจจะมีหน่วยความจำส่วนตัวได้
-โปรเซสเซอร์แต่ละตัวใช้ระบบปฏิบัติการร่วมกัน
-โปรเซสเซอร์แต่ละตัวใช้ทรัพยากรอื่น ๆ ร่วมกัน เช่น อินพุต/เอาต์พุต
และตัวควบคุม(Controller)
-โปรแกรมและข้อมูลต่าง ๆ จะถูกเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลักที่เป็น
โกลบอล (Global Memory)
-โปรเซสเซอร์อยู่ใกล้กันมาก และสามารถใช้บัสแบบขนานร่วมกันได้
-โปรเซสเซอร์แต่ละตัวสามารถทำงานร่วมกัน หรือสลับภาระงานกันได้


องค์ประกอบพื้นฐานของระบบมัลติโปรเซสเซอร์
-ส่วนที่ทำการประมวลผล (Processing Element : PE)
-ส่วนที่เป็นสวิตช์ (Switch)
-ส่วนเส้นทางเชื่อม (Interconnection Path)

รูปแบการต่อโปรเซสเซอร์ของมัลติโปรเซสเซอร์
สำหรับแบบการต่อ หรือโทโปโลยี (Topology) โปรเซสเซอร์เพื่อให้เป็นมัลติฌปรเซสเซอร์นั้น
นิยมจำแนกเป็นรูปแบบต่าง ๆ จำนวน 4 รูปแบบด้วยกัน ดังที่จะได้กล่าวต่อไปนั้นคือ
-รูปแบบบัสร่วม (Common Buses)
-รูปแบบหน่วนความจำที่มีหลายพอร์ต (Multiport Memory)
-รูปแบบการเชื่อมต่อผ่านอินพุต / เอาต์พุต (Connect through I/O)
-รูปแบบบัสวินโดว์ (Bus Windows)
รูปแบบบัสร่วม (Common Buses)
ลักษณะการต่อแบบที่ใช้บัสหรือเส้นทางร่วมนี้จะเป็นรูปแบบดั้งเดิมที่นิยมใช้ในการต่อ
โปรเซสเซอร์หลายๆ ตัวเข้าด้วยกันเพราะจะเสียค่าใช้จ่ายในการจัดทำน้อยที่สุดเมื่อเปรียบเทียบ
การต่อแบบอื่นๆ หากแต่ความเชื่อถือได้ รวมทั้งความคงทนต่อสภาพผิดพร่องโดยรวมของระบบ
จะไม่สูงนัก เนื่องจากว่าหากบัสร่วมดังกล่าวเสียโปรเวสเซอร์ทั้งหมกจะติดต่อกันไม่ได้
อันเป็นผลทำให้ระบบล่ม การต่อโปรเซสเซอร์เข้าด้วยกันโดยใช้บัสร่วมนี้โปรเซสเซอร์
ในระบบอาจจะใช้อินพุด / เอาต์พุต และหน่วยความจำหลักร่วมกันได้
รูปแบบหน่วยความจำที่มีหลายพอร์ต (Multiport Memory)
หน่วยความจำที่มีหลายพอร์ต หรือหน่วยความจำที่มีหลายช่องทางจะช่วยให้โปรเซสเซอร์ A และ B
สามารถเข้าถึงข้อมูลในเวลาเดียวกัน นั่นคือการอ่านและเขียนข้อมูลลงในหน่วยความจำร่วมสามารถทำได้พร้อมๆกัน
หลักสำคัญหน่วยความจำดังกล่าวจะต้องมีความเร็วเข้าถึงข้อมูลสูง ปกติหน่วยความจำเเบบหลายช่องทาง
จะมีราคาแพงกว่าหน่วยความจำปกติที่มีช่องทางเดียว เช่นหน่วยความจำ A หรือ B ที่เป็นส่วนตัว
(Private หรือ Local memory) ของโปรเซสเซอร์ A หรือ B ตามลำดับ
หน่วยความจำแบบหลายช่องทางนี้เปรียบเสมือนเป็นศูนย์กลางข้อมูลของระบบคอมพิวเตอร์ A
( โปรเซสเซอร์ A+ หน่วยความจำ A) สามารถสื่อสารแลกเปลี่ยนข้อมูลกับคอมพิวเตอร์ B
( โปรเซสเซอร์ B+ หน่วยความจำ B) ได้โดยผ่านทางหน่วยความจำนี้ และถือได้ว่าเป็นการใช้ทรัพยากรข้อมูลร่วมกัน
รูปแบบการประมวลผล
เพื่อให้ง่ายต่อความเข้าใจและความเข้าใจในภาพรวมของการประมวลผลของโปรเซสเซอร์
ตามรูปแบบโครงสร้างการเชื่อมต่อทางกายภาพตามที่ได้กล่าวมาแล้วนั้น
ต่อไปจะได้นำลักษณะการจำแนกโครงสร้างของคอมพิวเตอร์ตามแนวทางของ
ดร . ไมเคิล เจ ฟลีนน์ (Dr.Michae J.Flynn) ที่ได้กำหนดไว้ในปี ค . ศ . 1966
โดยยึดหลักการไหลของชุดคำสั่ง (Instrusction Stream) และการไหลเวียนของชุดข้อมูล
(Data Stream) เป็นเกณฑ์ในการจัด ซึ่งสามารถจัดได้เป็น 4 รูปแบบดังนี้
-คำสั่งเดี่ยวและข้อมูลเดี่ยว ( Single Instruction Single Data : SISD)
-คำสั่งเดี่ยวและหลายชุดข้อมูล (Single Instruction Multiple Data : SIMD)
-หลาบชุดคำสั่งและข้อมูลเดี่ยว (Multiple Instruction Single Data : MIMD)
-หลายชุดคำสั่งและหลายข้อมูล (Multiple Instruction Multiple Data : MIMD)

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น