RU5272U1 - MULTI-PROCESSOR SYSTEM - Google Patents

MULTI-PROCESSOR SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU5272U1
RU5272U1 RU95101975/20U RU95101975U RU5272U1 RU 5272 U1 RU5272 U1 RU 5272U1 RU 95101975/20 U RU95101975/20 U RU 95101975/20U RU 95101975 U RU95101975 U RU 95101975U RU 5272 U1 RU5272 U1 RU 5272U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
level
processor
elements
processor elements
multiprocessor
Prior art date
Application number
RU95101975/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.И. Акутин
Э.Г. Байков
В.Г. Басалов
А.М. Варгин
В.М. Вихарев
Н.Д. Воронцова
В.М. Вялухин
Е.В. Гвоздев
С.А. Гвоздева
В.А. Гусев
В.В. Дудник
С.Н. Егоров
О.К. Завистович
В.В. Задорожный
Ю.П. Землянухин
А.Б. Киселев
Д.И. Кортюков
С.Н. Косарев
Н.А. Косарева
Л.И. Поликарпова
Е.Н. Кузнецов
С.А. Левкин
А.М. Лякишев
А.С. Мартынов
А.Г. Надуев
С.Ю. Новиков
В.А. Новичихин
А.П. Обернихин
А.А. Опарин
А.В. Пастухов
В.С. Попов
Г.А. Поповидченко
В.С. Рудковский
А.А. Рунич
Ю.Е. Сальников
С.И. Сапронов
Д.Ю. Синяпкин
А.А. Смоляков
А.В. Смолякова
А.А. Солоненков
Original Assignee
Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики
Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики, Министерство Российской Федерации по атомной энергии filed Critical Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики
Priority to RU95101975/20U priority Critical patent/RU5272U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU5272U1 publication Critical patent/RU5272U1/en

Links

Landscapes

  • Hardware Redundancy (AREA)
  • Multi Processors (AREA)

Abstract

Мультипроцессор, содержащий процессорные элементы первого уровня, соединенные между собой сетью непосредственных связей по схеме двоичного гиперкуба, отличающийся тем, что дополнительно введены процессорный элемент второго уровня, два резервных процессорных элемента первого уровня и информационная шина, при этом процессорный элемент второго уровня соединен с каждым процессорным элементом первого уровня двусторонней связью через информационную шину, резервные процессорные элементы первого уровня соединены с остальными процессорными элементами первого уровня сетью непосредственных связей, а с процессорным элементом второго уровня - через информационную шину.A multiprocessor comprising first-level processor elements interconnected by a direct hypercube binary network, characterized in that a second-level processor element, two redundant first-level processor elements and an information bus are additionally introduced, while the second-level processor element is connected to each processor element of the first level two-way communication via the information bus, redundant processor elements of the first level are connected to the rest of the processor E-layer network elements of the first direct links, but with the second level processing element - via the data bus.

Description

Мупьтипроцессооная системаMultiprocess system

Попезная модепь относится к соеаствам вычиспитепыной техники и поедназначена дпя решения сложных научных итехнических задач. Мультипроцессорная система (дапее по тексту - мультипроцессор) является самостоятельным устройством и пои эксплуатации комплексируется с управляющей ЭВМ типа.РС/ЙТ, которая осуществляет ФУНКЦИИ управления и взаимодействия мультипроцессора с внешней вычислительной средой.The well-known modep belongs to the compounds of the deductible equipment and is intended for solving complex scientific and technical problems. The multiprocessor system (hereinafter referred to as the multiprocessor) is an independent device and is integrated with a control computer of type RS / YT, which implements the FUNCTIONS of control and interaction of the multiprocessor with an external computing environment.

Известны аналогичные зарубежные мультипроцессоры: восьми процессорные варианты iPSC 860 ФИРМЫ Intel (СШЙ), NCube/Ten ширмы NCube (СШР1), Butterfly Plus ширмы BBN Advanced Computers /1/. Они состоят из восьми процессорных элементов, соединенных сетью непосредственных связей по схеме двоичного гиперкубаНедостатком указанных мультипроцессоров является отсутствие аппаратной подд| ржки групповых обменов, что не позволяет в полной мере обеопечить эффективное взимодействие процессорных элементовНаиболее близким по технической сущности к описываемой модели является восьмипроцессорный вариант мультипроцессора /1/. Данный мультипроцессор состоит .из восьми процессорных элементов, соединенных сетью непосредственных связей по схеме двоичного гиперкуба. При этом к сети непосредственных связей могут быть подключены модули ввода-вывода, через которые осуществляется связь с внешней вычислительной средой.Similar foreign multiprocessors are known: eight processor versions of the iPSC 860 Intel FIRM (USA), NCube / Ten screens NCube (SSR1), Butterfly Plus screens BBN Advanced Computers / 1 /. They consist of eight processor elements connected by a network of direct connections according to the binary hypercube scheme. The disadvantage of these multiprocessors is the lack of hardware support | ryzhki group exchanges, which does not allow to fully support the effective interaction of processor elements. The eight-processor version of the multiprocessor / 1 / is the closest in technical essence to the described model. This multiprocessor consists of eight processor elements connected by a network of direct connections according to the binary hypercube scheme. In this case, I / O modules can be connected to the network of direct connections, through which communication with the external computing environment is carried out.

Недостатком прототипа является то, что отсутствие аппаратной поддержки групповых обменов снижает эффективность взаимолействия процессорных элементов, а отказ одного из процессорных элементов ПРИВОДИТ к отказу либо резкому снижению производительности всего мультипроцеосора в целом.The disadvantage of the prototype is that the lack of hardware support for group exchanges reduces the effectiveness of the interaction of the processor elements, and the failure of one of the processor elements leads to a failure or a sharp decrease in the performance of the whole multiprocessor as a whole.

Решаемая техническая задача состоит в повышении системной производительности (снижении времен 1 счета параллельных задач) и надежностных характеристик мультипроцессора.The technical problem to be solved consists in increasing system performance (reducing the times of 1 counting of parallel tasks) and the reliability characteristics of the multiprocessor.

Поставленная задача . решается следующим образом. В мультипроцессор, содержаший процессорные элементы первого уровня, соединенные между собой оетью непосредственных связей по схеме двоичного гиперкуба, дополнительно введены процессорный элемент второго уровня, два резервных процессорных элемента первого УРОВНЯ и информационная шина, при этом процессорный элемент втооогоThe task. is solved as follows. A multiprocessor containing first-level processor elements interconnected by a network of direct connections according to the binary hypercube scheme additionally introduces a second-level processor element, two redundant processor elements of the first LEVEL and an information bus, while the second processor element

- -

V/ .V /.

МПК G 06/15/80IPC G 06/15/80

уровня соединен с каждым процессорным элементом первого уровня двусторонней связью через информационную шину, резервные процессорные элементы первого уровня соединены с остальными процессорными элементами первого уровня сетью непосредственных связей, а с процессорным элементом второго уровня ерез информационную шину.the level is connected to each processor element of the first level by two-way communication via the information bus, the backup processor elements of the first level are connected to the remaining processor elements of the first level by a direct communication network, and to the processor element of the second level through the information bus.

Отличительными от прототипа являются следуюшие признаки: в мультипроцессор дополнительно введены процессорный элемент втооого уровня, два резервных процессорных элемента первого уровня и информационная шина, при этом процессорный элемент второго УРОВНЯ соединен с каждым процессорным элементом первого уровня двусторонней связью через информационную шину, резервные процессорные элементы первого уровня соединены с остальными процессорными элементами первого уровня сетью непосредственных связей, а с процессорным элементом ВТОРОГО уровня через информационную шину.Distinctive features of the prototype are the following features: a second-level processor element, two redundant first-level processor elements and an information bus are additionally introduced into the multiprocessor, while the second-level processor element is connected to each first-level processor element by two-way communication via the information bus, redundant processor elements of the first level connected to the rest of the processor elements of the first level by a network of direct connections, and with the processor element of the SECOND equal through the information bus.

Указанная совокупность признаков позволяет расширить вычислительные возможности ПЭВМ при решении научных и технических задач, благодаря возможности разбиения задач на несколько параллельных подзадач и их автономного решения на процессорных элементах первого уровня, причем решенные подзадачи затем быстро собираются на процессорном элементе второго уровня и готовый результат- выдается в ПЭВМ. ПРИ использовании резервных процессорных элементов первого уровня значительно повышается надежность мультипроцессора.The specified set of features allows you to expand the computing capabilities of the PC in solving scientific and technical problems, due to the possibility of dividing the tasks into several parallel subtasks and their autonomous solution on the processor elements of the first level, and the solved subtasks are then quickly collected on the processor element of the second level and the finished result is issued in PC. When using redundant processor elements of the first level significantly increases the reliability of the multiprocessor.

Полезная модель поясняется следующими -рисунками: на Фиг. 1 изображена структурная схема мультипроцессора.The utility model is illustrated by the following figures: FIG. 1 shows a block diagram of a multiprocessor.

Мультипроцессор (фиг.1) содержит процессорные элементы первого уровня (1), соединенные между собой сетью непосредственных связей (2) по схеме двоичного гиперкуба, Дополнительно введены процессорный элемент второго уровня (3), два резервных процессорных элемента первого уровня (4) и информационная шина (5), при этом процессорный элемент второго уровня (3) соединен с каждым процессорным элементом первого уровня () двусторонней связью через информационную шину (5), резервные процессорные элементы первого уровня (4) соединены .с остальными пр 1ессорными элементами первого уровня (1) сетью непосредственных связей (2), а с процессорным элементом второго уровня (3) через информационную ШИ1-ГУ (5 ) .The multiprocessor (Fig. 1) contains processor elements of the first level (1), interconnected by a network of direct connections (2) according to the binary hypercube scheme.In addition, a processor element of the second level (3), two backup processor elements of the first level (4) and information bus (5), while the processor element of the second level (3) is connected to each processor element of the first level () by two-way communication via the information bus (5), the redundant processor elements of the first level (4) are connected. with the rest of the pr mi elements of the first level (1) direct network links (2) and on the second level processing element (3) through an information SHI1-SU (5).

Мультипроцессор содержит процессорные элементы первого уровня, реализованные на высокопроизводительном RISCмикропроцессоре i860 ФИРМЫ Intel Corporation СШЯ /1/. Процессооные элементы первого уровня представляют собой счетные элементы, на которых происходит автономное решение частей задачи, и соединены между собой сетью непосредственных связей по схеме двоичного куба /2/. В структуру мультипроцессора введен процессорный элемент второго уровня, КОТОРЫЙ соединен с каждым процессорным элементом первого уровня двусторонней связью через информационную шину и предназначен для передачи результатов счета на ПЭВМ. Он также может быть использован для счета последовательных фрагментов задачи и связи с внешними устройствами. Мультипроцессор содержит резервные процессорные элементы первого уровня, которые соединены с остальными процессорными элементами первого уровня через сеть непосредственных связей, а с процессорным элементом ВТОРОГО уровня через информационную шину.The multiprocessor contains processor elements of the first level, implemented on a high-performance RISC microprocessor i860 FIRM Intel Corporation USA / 1 /. The processing elements of the first level are counting elements, on which an autonomous solution of the parts of the problem takes place, and are interconnected by a network of direct connections according to the binary cube scheme / 2 /. A second-level processor element is introduced into the multiprocessor structure, which is connected to each first-level processor element by two-way communication via the information bus and is designed to transmit the counting results to a PC. It can also be used to count consecutive task fragments and communicate with external devices. The multiprocessor contains redundant processor elements of the first level, which are connected to the remaining processor elements of the first level through a network of direct connections, and to the processor element of the SECOND level through the information bus.

Мультипроцессор работает следуюшим образом.The multiprocessor operates as follows.

Программы и данные из ПЭВМ поступают в процессорный элемент второго уровня (3), который осушествляет их рассылку по информационной шине (5) в процессорные элементы первого уровня (1). После этого процессорные элементы первого уровня (1) осушестляют параллельное выполнение программы, обмениваясь пои этом промежуточными результатами счета через сеть непосредственных связей (2) между собой. Обмены осушествляются либо асинхронно между любыми двумя процессорными элементами первого уровня (1), либо СИНХРОННО под управлением процессорного элемента второго уровня (3) между группой процессорных элементов первого уровня. По окончании программы процессорные элементы первого уровня (1) выдают через информационную шину (5) результаты вычислений в процессорный элемент второго уровня (3) и, далее, в ПЭВМ.Programs and data from the PC enter the second-level processor element (3), which sends them via the information bus (5) to the first-level processor elements (1). After that, the processor elements of the first level (1) make parallel execution of the program, exchanging, therefore, the intermediate results of the account through a network of direct connections (2) with each other. Exchanges are carried out either asynchronously between any two processor elements of the first level (1), or SYNCHRONOUSLY under the control of a processor element of the second level (3) between a group of processor elements of the first level. At the end of the program, the processor elements of the first level (1) provide the results of calculations through the information bus (5) to the processor element of the second level (3) and, further, to the PC.

При отказе любого из процессорных элементов первого уровня (1), после программной реконфигурации, его ФУНКЦИИ будет выполнять один из резервных процессорных элементов (4).In case of failure of any of the processor elements of the first level (1), after software reconfiguration, its FUNCTIONS will be performed by one of the backup processor elements (4).

Изготовлен опытный образец мультипроцессора на базе 64разрядного RISC-микропроцессора с тактовой частотой 33 и 40 МГц, пиковой производительностью 640 MFLOPS (с одинарной точностью) и 480 MFLOPS (с ДВОЙНОЙ точностью), суммарной емкостью оперативной памяти от 16 до 256 Мбайт, пропускной способностью каналов системы межпроцессорного обмена не менее 300 Мбайт/с, пропускнойA prototype of a multiprocessor based on a 64-bit RISC microprocessor with a clock frequency of 33 and 40 MHz, a peak performance of 640 MFLOPS (with single precision) and 480 MFLOPS (with DOUBLE precision), with a total memory capacity of 16 to 256 MB, and system bandwidth was manufactured interprocessor exchange of at least 300 MB / s, bandwidth

Источники информации, принятые во внимание при оформлении заявки:Sources of information taken into account when filling out the application:

1.i860 64-8IT MICROPROCESSOR HARDWARE REFERENCE MANUAL, INTEL Corporation, 1989, Order Number: 240330--002.1.i860 64-8IT MICROPROCESSOR HARDWARE REFERENCE MANUAL, INTEL Corporation, 1989, Order Number: 240330-002.

2.SPECIFICS iPSC-860, INTEL Corporation, 1990 (анапоги и прототип).2.SPECIFICS iPSC-860, INTEL Corporation, 1990 (analogs and prototype).

Claims (1)

Мультипроцессор, содержащий процессорные элементы первого уровня, соединенные между собой сетью непосредственных связей по схеме двоичного гиперкуба, отличающийся тем, что дополнительно введены процессорный элемент второго уровня, два резервных процессорных элемента первого уровня и информационная шина, при этом процессорный элемент второго уровня соединен с каждым процессорным элементом первого уровня двусторонней связью через информационную шину, резервные процессорные элементы первого уровня соединены с остальными процессорными элементами первого уровня сетью непосредственных связей, а с процессорным элементом второго уровня - через информационную шину.A multiprocessor comprising first-level processor elements interconnected by a direct hypercube binary network, characterized in that a second-level processor element, two redundant first-level processor elements and an information bus are additionally introduced, while the second-level processor element is connected to each processor element of the first level two-way communication via the information bus, redundant processor elements of the first level are connected to the rest of the processor E-layer network elements of the first direct links, but with the second level processing element - via the data bus.
RU95101975/20U 1995-02-09 1995-02-09 MULTI-PROCESSOR SYSTEM RU5272U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95101975/20U RU5272U1 (en) 1995-02-09 1995-02-09 MULTI-PROCESSOR SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95101975/20U RU5272U1 (en) 1995-02-09 1995-02-09 MULTI-PROCESSOR SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU5272U1 true RU5272U1 (en) 1997-10-16

Family

ID=48267407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95101975/20U RU5272U1 (en) 1995-02-09 1995-02-09 MULTI-PROCESSOR SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU5272U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5136717A (en) Realtime systolic, multiple-instruction, single-data parallel computer system
Patton Multiprocessors: architecture and applications
Bell Scalable, parallel computers: alternatives, issues, and challenges
Johnson Completing an MIMD multiprocessor taxonomy
Palmer et al. Connection Machine model CM-5 system overview
Kwan et al. Communication and Computation Performance of the CM-5
Utsumi et al. Architecture of the VPP500 parallel supercomputer
Storaasli et al. The finite element machine: An experiment in parallel processing
RU5272U1 (en) MULTI-PROCESSOR SYSTEM
Gehringer et al. A survey of commercial parallel processors
Boyle et al. Status of the QCDOC project
Peter Resource management in a multicore operating system
Tuazon et al. Mark IIIfp hypercube concurrent processor architecture
Gates et al. A technical description of some parallel computers
Bönniger et al. CM-5E, KSR2, Paragon XP/S: A comparative description of massively parallel computers
Houzet Real-time image processing with a MIMD computer
George et al. Distributed simulation of parallel DSP architectures on workstation clusters
Dowson et al. Software strategy for multiprocessors
Dunigan BETA TESTING THE CHEN-1000 SERVER
SIEGEL PASM: A reconfigurable multimicrocomputer system for image processing[Interim Report]
Cherkassky et al. Design Issues for Parallel Matrix Algorithms
Aude et al. MULTIPLUS: A modular high-performance multiprocessor
Amano et al. /sup 2/-II: a large-scale multiprocessor for sparse matrix calculations
Kwan Performance evaluation of the thinking machines CM-5
Vanneschi Parallel Architectures