JPH03177958A - 情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は情報処理システムに関し、特に複数の情報処理
装置を結合したクラスタ型の情報処理システムに関する
。

従東技術 近年、気象予測や航空機設計等の分野において大規模数
値シミュレーションを用いてその精度向上を図るのが一
般的となっている。数値シミュレーションでは計算精度
を更に改善するためには、その計算量やデータ量は指数
関数的に増加することになり、これら計算要素を満たす
ために各種超高速科学技術計算機（スーパコンピュータ
）が考えられ、実現されてきている。

これら増加する計算需要を満たすためには、大きく２つ
のアプローチが採られてきている。一つは超高速大型計
算機により実現しようとするものであり、いわゆるパイ
ブライ方式のベクトル計算機がこれにあたる。この場合
単一処理装置の性能が高いので、多重処理装置構成をと
ったとしても数台程度である。

もう一つは単一処理装置としては性能が低いが集積度の
高いものを数百から数千個結合させて並列同時処理させ
ることにより、高い処理性能を実現させようとするもの
である。この場合、各処理装置にデータを分散して処理
を行うが、応用によっでは高並列動作ができなかったり
、処理装置間でのデータの授受が多くなるなどの欠点か
ら、まだ特定の応用分野に限られている。

応用として問題の少ない前者の場合でも、単一処理装置
の性能向上には限界があるために、多重並列化の研究が
なされている。

第２図に示す様に、この種の計算機システムでは、処理
装置間でデータを共有するため、各処理装置ＰＩ、Ｐ２
はシステム制御装置Ｓを介して同一記憶装置Ｍをアクセ
スして演算処理を行う。これにより単一処理装置ｐｔの
時に比べ２倍の処理量となる。処理量を更に２倍にする
ためには、第３図の構成が考えられるが、この場合シス
テム制御装置Ｓに接続されるインタフェース信号の数は
第２図のそれに比べ２倍となり、システム制御装置Ｓの
一点に集中することにより物理的及び電気的制限から実
現困難な場合や性能を低下させる場合がある。

そこで、規模の拡大が一点に集中するのを避けるため、
第４図に示す様に第２図に示したシステムを一つの群と
して、それを多重化することにより、全体として高い性
能を達成しようとするクラスタ構成が考えられている。

第４図において、Ａ、Ｂ、Ｃの各群が夫々独立の処理を
実行している場合には、共有記憶装置ＣＭは不要であり
、実現する上では第２図における多重処理装置システム
と同等である。しかし、Ａ。

Ｂ、Ｃの各群が一つの処理を分担して実行する場合には
、各群固有のデータを格納するローカル記憶装置ＬＭ＾
〜ＬＭｃと各群間で共有するデータを格納する共有記憶
装置ＣＭの両方がアクセス可能でなければならない。

この場合第３図の様な完全共有記憶型のシステムに比較
して、システ制御装置やローカル記憶装置については現
実上の自由度が増すが、各群よりのインタフェースが集
中する共有記憶装置ＣＭでは、クラスタの多重処理装置
システム群が１曽加すると同様な問題が発生する。また
、共有記憶を持たずにローカル記憶間で入出力処理装置
を介してデータの授受を行うシステムも考えられるが、
プログラムからのアドレス方法や性能の点で問題がある
。

発明の目的 本発明の目的は、一つの記憶装置へのインタフェースへ
の集中をなくしかつプログラム上の扱いを容易にするこ
とが可能なりラスタ型情報処理システムを提供すること
である。

発明の構成 本発明によるクラスタ型情報処理装置は、複数のグルー
プに分割された複数の処理装置と、これら等各グループ
に夫々対応して設けられ、対応グループ内の処理装置の
各々から共通にアクセス自在な複数のローカル記憶装置
と、前記グループのうちの２グループを夫々選択して得
られる全ての組合せのうち予め定められた組合せに対応
して設けられ、対応組合せ内の処理装置から共通にアク
セス自在な共有記憶装置とを含むことを特徴とする。

実施例 次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すシステム構成図である
。６台の処理装置ＦＡＩ−ＰＣ２は夫々２台ずつグルー
プＡ−Ｃとされ、グループ対応に設けられたシステム制
御装置５Ａ−ＳＣに接続され、夫々Ａ、Ｂ、Ｃの各グル
ープの専用ローカル記憶装置ＬＭＡ−ＬＭＣをアクセス
し、共同又は独立してデータ処理を行う。

各システム制御装置Ｓ＾〜ＳＣの間には、夫々両方の４
台の処理装置からアクセス可能な共有記憶装置ＣＭＡＢ
、　　ＣＭＢＣ，ＣＭＣＡが接続されている。

すなわち、２グループずつの組合せＡＢ、ＢＣ及びＣＡ
に対して共有記憶装置ＣＭＡＢ、　ＣＭＢＣ，ＣＭＣＡ
が設けられており、例えばグループＡ、Ｂの各処理装置
から共有記憶装置ＣＭＡＢが共通にアクセス自在となっ
ているものとする。

次に、第５図に示す形状のメツシュ分割を例に各部の動
作について説明する。第５図は円管内に液体を流した場
合の壁面付近の流体シミュレーションをするためのメツ
シュ分割である。メツシュは３次元の各座標方向に分割
されており、各交点には温度、圧力、方向、速度などの
データが与えられる。

流体解析の場合、時刻Δを後の各点の値は該計算点の近
傍の値から求められ、その点の影響もごく近傍にしか与
えない。このことから全点を第１図の３つのグループＡ
、Ｂ、Ｃに等分割し並列言１算処理させる場合、例えば
Ｂグループでは矢印で示した１２０度の範囲を計算すれ
ば良いのであるが、そのＡ及びＣの境界付近ではハツチ
ングで示した領域のデータも参照する必要がある。

同様のことがＡグループ、Ｃグループについてもいえる
ので、夫々各グループ専用のデータを各グループのロー
カル記憶装置に割付け、ハツチングの共有データは夫々
の間にある共有記憶装置に割付ける（第５図はこの様子
を示す）。

各グループの処理装置での記憶装置のアドレス付けを第
６図に示すが、これからも判るように各グループの処理
装置は計算に必要なデータが同一アドレス空間上に全で
あるので、夫々のデータを区別することなく統一的に扱
うことができ、プログラミング上参照エリアによるチエ
ツク、同期、移送などの問題が発生しない。

また、他の応用において、ＡグループとＢグループの共
有データをＣグループでも非常にまれに参照するような
場合には、該データをＣＭＡＢとＣＭＤＣの両方に準備
しなくても、第６図に示すようにＢグループの処理装置
によりＣＭＡＢからＣＭＢＣへその都度移送（単なる記
憶装置から記憶装置への移送であるため非常に高速）す
ることにより参照が可能となる。

同様に、グループの数が増加し全てのグループに共有記
憶装置を持たない場合でも、高速のデータ転送により参
照の高速化が可能となる。尚、この様にグループ数が多
い場合の２グループの組合せは、予め定められた組合せ
とするものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、複数の多重処理装
置システムグループを結合してクラスタ構成を採る時、
記憶装置を各グループ専用のローカル記憶と２つのグル
ープ間からのみアクセス可能な共有記憶とに分離してお
り、１つの群に接続されるすべての共有記憶とローカル
記憶を同一アドレス空間上で扱えるようにできるので、
一つの記憶装置へのインタフェースの集中を無くしかつ
プログラム上の扱いを容易にするという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すシステムブロック図、第
２図〜第４図は従来のクラスタ型情報処理システムの例
を夫々示すブロック図、第５図は円管内に液体を流した
場合の壁面付近の流体シミュレーションをするためのメ
ツシュ分割と記憶装置のアドレス空間との対応関係を示
す図、第６図は各記憶装置のアドレス空間を示す図であ
る。 主要部分の符号の説明 ＦＡＩ−ＰＣ２・・・・・・処理装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のグループに分割された複数の処理装置と、
   これら等各グループに夫々対応して設けられ、対応グル
   ープ内の処理装置の各々から共通にアクセス自在な複数
   のローカル記憶装置と、前記グループのうちの２グルー
   プを夫々選択して得られる全ての組合せのうち予め定め
   られた組合せに対応して設けられ、対応組合せ内の処理
   装置から共通にアクセス自在な共有記憶装置とを含むこ
   とを特徴とする情報処理システム。