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Beowulf 中文HOWTO( 六 )

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□例：多臺(tái)UNIX或多CPU的NT，可能在同一張主機(jī)板或許多主機(jī)板上，彼此能相互聯(lián)系 。;

上述說(shuō)明雖然不夠精準(zhǔn)，但對(duì)平行系統(tǒng)的限制來(lái)說(shuō)，算是不錯(cuò)的描述，不像單一CPU的傳遞仍是個(gè)議題 。;


4.3;平行計(jì)算的架構(gòu);
平行計(jì)算的方法和架構(gòu)將在下節(jié)介紹，雖然描述將會(huì)很廣泛，但是也足以了解Beowulf設(shè)計(jì)的一些相關(guān)議題 。;


硬體架構(gòu)

在硬體上有二種基本的平行電腦：;


自有記憶體機(jī)器，之間可以交換資訊（Beowulf;電腦群） 。;
共享記憶體機(jī)器，透過(guò)記憶體傳遞資料（SMP機(jī)器） 。;
典型的Beowulf是由一群?jiǎn)蜟PU機(jī)器組成，透過(guò)高速乙太網(wǎng)路連接，所以稱為自有記憶體機(jī)器 。4;way;SMP是一臺(tái)共享記憶體機(jī)器，可用來(lái)作平行計(jì)算，平行的應(yīng)用軟體透過(guò)共享記憶體傳遞資料 。以電腦販?zhǔn)鄣曜霰扔?，自有記憶體機(jī)器（單獨(dú)暫存帳單）在CPU數(shù)量上可以很多，但是共享記憶體機(jī)器由於記憶體的關(guān)系，CPU的數(shù)目是有限制的 。;

但是連接多臺(tái)共享記憶體機(jī)器是可行的，這些混合式共享記憶體機(jī)器對(duì)使用者看起來(lái)就像一臺(tái)大型的SMP，經(jīng)常稱作駑馬（NUMA，non;uniform;memory;access，非均勻記憶體登入），因?yàn)槭褂谜呖吹降氖且粔K大記憶體，由所有的CPU共享，有著各種不同的延遲（latencies） 。在某種程度上，駑馬機(jī)器中各個(gè)自有共享記憶體之間是必須互相傳遞訊息 。;

把SMP機(jī)器當(dāng)作自有記憶體的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，并將它們連接起來(lái)是有可能的 。典型的第一類主機(jī)板可以有二顆或四顆CPU，使用這類電腦通?？梢越档驼w的成本，Linux內(nèi)部排序決定如何共享這些CPU，在這個(gè)階段，使用者無(wú)法指定所要執(zhí)行的工作由哪個(gè)CPU負(fù)責(zé)，但是使用者可以同時(shí)執(zhí)行二個(gè)不相干的行程，或是一個(gè)有緒的行程（threaded;processes），并希望效能比一個(gè)CPU的系統(tǒng)好 。;


軟體API架構(gòu)
基本上有二種方式可以在程式內(nèi)表現(xiàn)出同時(shí)的特性：;

在處理器之間使用訊息傳送 。;
使用系統(tǒng)的緒;
仍有別種方法，但是這二種是最常用的 。有一點(diǎn)必須注意，就是同時(shí)不需要由底層的硬體所控制，訊息和緒都可以在SMP、駑馬SMP和電腦群上使用，但如上所述，效能和可攜性仍是重要的議題 。;


訊息
從歷史的觀點(diǎn)來(lái)看，訊息傳遞的技術(shù)反應(yīng)出早期自有記憶體平行電腦的設(shè)計(jì)過(guò)程，當(dāng)緒需要資料時(shí)，訊息被要求需要拷貝，拷貝訊息的延遲和速度變成訊息傳遞模式的限制因素 。訊息傳遞其實(shí)相當(dāng)簡(jiǎn)單，一些資料和傳遞的目的地（處理器） 。一般常見(jiàn)訊息傳遞的API有;PVM;或;MPI，訊息傳遞可以在一臺(tái)SMP機(jī)器和電腦群上有效地使用緒和訊息，相對(duì)於緒，訊息傳遞在一臺(tái)SMP上的好處是，未來(lái)一旦□決定要使用電腦群，只需要輕易地增加機(jī)器 。;


緒
作業(yè)系統(tǒng)緒的發(fā)展主要因?yàn)楣蚕碛洃涹w的SMP設(shè)計(jì)允許程式中同時(shí)的部份可以有很快地共享記憶體傳遞和記憶體同步，緒在SMP系統(tǒng)執(zhí)行地不錯(cuò)，這是因?yàn)閭鬟f是透過(guò)共享記憶體，由於這個(gè)原因，使用者必須將當(dāng)?shù)氐馁Y料從整體的資料中獨(dú)立出來(lái)，否則程式將不能正確地執(zhí)行 。相對(duì)於訊息傳遞，因?yàn)橘Y料是由行程所共享，大量的資料拷貝可以避免，Linux支援POSIX緒，緒的問(wèn)題在於很難擴(kuò)展到一臺(tái)SMP機(jī)器以外，這是因?yàn)橘Y料是由CPU所共享，快閃一致性的議題會(huì)造成負(fù)擔(dān) 。將緒有效地?cái)U(kuò)展到多臺(tái)SMP機(jī)器必須仰賴駑馬技術(shù)，但是駑馬非常耗時(shí)，并且基本的Linux是不支援的 。將緒建構(gòu)在訊息傳遞之上，曾經(jīng)有人做過(guò);(;(http://syntron.com/ptools/ptools_pg.htm))，但是緒和訊息傳遞在一起就變得效果不佳 。;

以下是和效能有關(guān)的資訊;

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