Современное состояние развития многопроцессорных вычислительных систем

Современное состояние развития многопроцессорных вычислительных систем проиллюстрируем на базе анализа их архитектуры. Обычно они используются во время решения задач математической физики, экологии, при разработке новых технологических процессов, моделировании сложных технических систем, применяются в деятельности научно-исследовательских центров, вузов, конструкторских бюро, а также предприятий, занимающихся компьютерным моделированием. Известный модуль высокоэффективной многопроцессорной системы повышенной готовности содержит один мастер-узел/master (MNode001) и пять вычислительных рабочих/slave узлов (PNode001, PNode002, PNode003, PNode004, PNode005), три управляемых коммутатора (SW1, SW2, SW3), промежуточные буферы памяти коммутаторов, реконфигурируемую сеть для обмена данными между вычислительными узлами, виртуальные локальные сети, механизм резервирования ключевых компонентов, а также предусматривает сетевую загрузку узлов. Коммутируемая сеть многопроцессорной вычислительной системы работает в двух режимах. Первый моделирует топологию типа «звезда», второй – «кольцо»

. Такая кластерная система построена на базе лезвийных технологий. То есть она представляет собой плотно упакованный модуль с процессорами лезвийного типа, установленным в стойке. Внутри стойки находятся узлы, аппаратура для эффективного соединения компонентов, аппаратура управления внутренней сетью системы, терминальные серверы и т.п. Каждое лезвие кластера работает под управлением своей копии стандартной операционной системы. Состав и мощность узлов могут быть разными в рамках одного модуля (в данном случае был рассмотрен однородный модуль). Взаимодействие между узлами кластерной системы устанавливается с помощью интерфейса программирования, специализированных библиотек функций.
Среди недостатков такой многопроцессорной системы можно назвать :
1. Отсутствует возможность использования системы для решения задач с расширяемой областью вычислений.
Недостаток обуславливается тем, что коммуникационная среда для всех узлов кластерной системы рассчитана на использование одногигабитной сети. Во время решения задачи с расширяемой областью вычислений произойдет перегрузка сетевых ресурсов системы, поэтому процессоры будут вынуждены простаивать, а система работать только ради организации обмена данными между ее узлами