Асимметричное мультипроцессирование

Поделись знанием:
(перенаправлено с «ASMP»)
Перейти к: навигация, поиск

AMP или ASMP (от англ.: Asymmetric multiprocessing, рус.: Асимметричная многопроцессорная обработка или Асимметричное мультипроцессирование) — тип многопроцессорной обработки, который использовался до того, как была создана технология симметричного мультипроцессирования (SMP); также использовался как более дешевая альтернатива в системах, которые поддерживали SMP.

В системе асимметричного мультипроцессирования не все процессоры играют одинаковую роль; например, система может использовать (либо на аппаратном, либо на уровне операционной системы) только один процессор для выполнения кода операционной системы, или поручать только одному процессору выполнение операций ввода-вывода. В других AMP-системах все процессоры могут выполнять код операционной системы и операции ввода-вывода, так что с этой стороны они ведут себя как симметричная система, но определенная периферийная аппаратура может быть подсоединена только к одному процессору, так что со стороны работы с этой аппаратурой система выглядит асимметричной.





История

В 60-е — 70-е годы, увеличить вычислительную мощность компьютера можно было, просто добавив к нему ещё один процессор. Добавить ещё один такой же процессор было дешевле, чем покупать новый, который работал вдвое быстрее. Также простое добавление ещё одного процессора было выгоднее, чем покупка второго целого компьютера, для которого требовался отдельный машинный зал, дополнительное периферийное оборудование и персонал для обслуживания.

Первыми системами, к которым можно было добавлять второй процессор, были B5000 от компании Burroughs, DECsystem-1055, и IBM System/360 модель 65MP. Кроме того в некоторых университетах тоже были построены экспериментальные компьютеры со сдвоенными процессорами[1].

Однако проблема с добавлением процессора заключалась в том, что операционные системы того времени были разработаны лишь для однопроцессорного компьютера, а внесение изменений для надежной поддержки двух процессоров требовало много времени. Чтобы обойти эту трудность, в операционные системы с поддержкой одного процессора вносили незначительные изменения лишь для минимальной поддержки второго процессора. «Минимальная поддержка» означала, что операционная система запускалась на «загрузочном процессоре» (boot processor), а на втором процессоре исполнялись только пользовательские программы. Например, в Burroughs B5000 второй процессор аппаратно не имел возможности исполнять «управляющий код»[2].

В других системах операционная система могла работать на любом из процессоров, но либо все периферийные устройства присоединялись к какому-то только одному процессору, либо через каждый процессор был доступ только к каким-то определенным периферийным устройствам.

Burroughs B5000

В Burroughs B5000[2] можно было при желании добавить «Процессор B». Этот второй процессор, в отличие от «Процессора А», не имел доступа к периферийным устройствам, но у обоих процессоров был доступ к общей памяти. Операционная система работала только на Процессоре А, а пользовательская задача — на Процессоре B. Когда пользовательской задаче требовался доступ к операционной системе, Процессор B останавливался и отправлял сигнал Процессору A, который обрабатывал запрос[3].

CDC 6500 и 6700

Компания Control Data Corporation предлагала два варианта в «серии CDC 6000», где имелись два процессора: CDC 6500[4] где имелось два процессора CDC 6400; и CDC 6700, который представлял собой суперкомпьютер CDC 6600 с добавленным к нему процессором CDC 6400.

Эти системы были построены несколько иначе, чем другие мультипроцессоры, упомянутые в данной статье. Операционная система здесь работала только на периферийных процессорах, а на центральных процессорах работала пользовательская задача. Так что данные системы нельзя назвать ни AMP-системами, ни SMP-системами.

DECsystem-1055

Компания Digital Equipment Corporation (DEC) предлагала покупателям версию своего компьютера DECsystem-1050 с двумя процессорами KA10[5][6]. Потом такой же вариант присутствовал и в линейке компьютеров PDP-10.

PDP-11/74

Компания Digital Equipment Corporation разработала, но так и не довела до рынка мультипроцессорную версию компьютера PDP-11 — the PDP-11/74[7], на которой работала многопроцессорная версия операционной системы RSX-11M[8]. В этой системе любой из процессоров мог выполнять код операционной системы и осуществлять ввод-вывод, но не все периферийные устройства были доступны каждому из процессоров; большая часть периферии присоединялась лишь к одному процессору, так что процессору без периферии для работы с каким-либо устройством процессора-соседа требовалось отправлять специальный запрос[8].

VAX-11/782

Первый многопроцессорный компьютер компании DEC из линейки VAX — VAX-11/782 — был асимметричным; только первый процессор имел доступ к устройствам ввода-вывода[9].

Univac 1108-II

В компьютере Univac 1108-II и его последующих вариантах можно было установить до трех процессоров[10][11]. На этих компьютерах работала операционная система UNIVAC EXEC 8, но по имеющейся документации так и не понятно, в какой степени операционная система поддерживала асимметричное или симметричное мультипроцессирование.

IBM System/370 модель 168

Добавление второго процессора в модели 168 линейки IBM System/370 предлагалось в двух вариантах[12]. Первый предлагался в виде специального модуля IBM 3062 Attached Processing Unit, в котором процессор не имел доступ к каналам ввода-вывода и значит работал по схожей схеме, как «Процессор B» в компьютере B5000, или как второй процессор в системе DEC VAX-11/782. Во втором варианте предполагалось подключение полноценного процессора, что было схоже с моделью 65MP из предыдущей линейки System/360.

Compaq SystemPro

В ноябре 1989 года компания Compaq объявила о выпуске первого сервера-мультипроцессора Compaq SystemPro на базе архитектуры x86 с двумя процессорами Intel 80386 с частотой 33 МГц[13]. В дальнейшем были выпущены модели с процессором Intel 80486, когда он поступил на рынок. Compaq SystemPro были асимметричными мультипроцессорами. Второй процессор устанавливался на плате расширения в дополнение к стандартному и выполнял только пользовательские приложения, а первый процессор обрабатывал прерывания и загружал операционную систему. Из-за этого в системе можно было смешивать процессоры, например к первому Intel 386 добавлять на плате расширения Intel 486.

На тот момент мультипроцессорность на x86-архитектуре поддерживали только операционные системы Novell NetWare, Microsoft LAN Manager и SCO UNIX/386[14].

Из всех моделей линии SystemPro только поздняя модель — SystemPro XL — предлагалась со стандартной симметричной мультипроцессорностью, пока ей на смену не была представлена линия SMP-серверов Compaq ProLiant.

См. также

Напишите отзыв о статье "Асимметричное мультипроцессирование"

Примечания

  1. [forum.stanford.edu/wiki/index.php/Early_Computers_at_Stanford#DEC_PDP-10_2 Early Computers at Stanford: the dual processor computer at the AI lab]
  2. 1 2 [www.bitsavers.org/pdf/burroughs/B5000_5500_5700/5000-21005_B5000_operChar.pdf Operational Characteristics of the Processors for the Burroughs B5000]. Burroughs.
  3. [www.bitsavers.org/pdf/burroughs/B5000_5500_5700/1023579_Narrative_Description_Of_B5500_MCP_Oct66.pdf A Narrative Description of the B5500 MCP, pages 29 (initiate routine) and 40 (a note on parallel processing)]
  4. [ed-thelen.org/comp-hist/CDC-6600-R-M.html#TOC/ CONTROL DATA 6400/6500/6600 COMPUTER SYSTEMS Reference Manual]
  5. [www.textfiles.com/bitsavers/pdf/dec/pdp10/TOPS10_softwareNotebooks/vol01/DEC-10-MZDC-D.pdf Introduction to DECsystem-10 Software, section 1.4 (DECsystem-10 Multiprocessing)]
  6. [www.bitsavers.org/pdf/dec/pdp10/TOPS10_softwareNotebooks/vol01/DECsystem-10_Technical_Summary_1981.pdf DECsystem-10 Technical Summary page 2-1]
  7. [www.miim.com/faq/hardware/multipro.html (PDP-11) Multiprocessor FAQ].
  8. 1 2 [www.bitsavers.org/pdf/dec/pdp11/1174/RSX11-mP_FuncSpec_Apr77.pdf RSX-11M multiprocessing]. Digital Equipment Corporation.
  9. [www.bitsavers.org/pdf/dec/vax/EG-21731-18_VAX_Product_Sales_Guide_Apr82.pdf VAX Product Sales Guide, pages 1-23 and 1-24]: the VAX-11/782 is described as an asymmetric multiprocessing system in 1982
  10. [archive.computerhistory.org/resources/text/Remington_Rand/SperryRand.UNIVAC1108II.1965.102646105.pdf Univac 1108-II announcement]. Sperry Rand.
  11. [rmarsh.cs.und.edu/CLASS/CS451/HANDOUTS/os-unisys.pdf A history of Univac computers and Operating Systems].
  12. IBM. [www.bitsavers.org/pdf/ibm/370/funcChar/GA22-7010-4_370-168_funcChar_Jul76.pdf IBM System/370 Model 168 Functional Characteristics] (January 1976).
  13. [books.google.co.jp/books?id=sTAEAAAAMBAJ&lpg=PP1&dq=compaq%20systempro&pg=PP1#v=onepage&q=compaq%20systempro&f=false InfoWorld 13 Nov 1989]
  14. [books.google.co.jp/books?id=WhwEAAAAMBAJ&lpg=PA12&dq=compaq%20systempro&pg=PA12#v=onepage&q=compaq%20systempro&f=false Network World 13 Nov 1989]

Отрывок, характеризующий Асимметричное мультипроцессирование

Унтер офицер подбежал к старшему офицеру и испуганным шепотом (как за обедом докладывает дворецкий хозяину, что нет больше требуемого вина) сказал, что зарядов больше не было.
– Разбойники, что делают! – закричал офицер, оборачиваясь к Пьеру. Лицо старшего офицера было красно и потно, нахмуренные глаза блестели. – Беги к резервам, приводи ящики! – крикнул он, сердито обходя взглядом Пьера и обращаясь к своему солдату.
– Я пойду, – сказал Пьер. Офицер, не отвечая ему, большими шагами пошел в другую сторону.
– Не стрелять… Выжидай! – кричал он.
Солдат, которому приказано было идти за зарядами, столкнулся с Пьером.
– Эх, барин, не место тебе тут, – сказал он и побежал вниз. Пьер побежал за солдатом, обходя то место, на котором сидел молоденький офицерик.
Одно, другое, третье ядро пролетало над ним, ударялось впереди, с боков, сзади. Пьер сбежал вниз. «Куда я?» – вдруг вспомнил он, уже подбегая к зеленым ящикам. Он остановился в нерешительности, идти ему назад или вперед. Вдруг страшный толчок откинул его назад, на землю. В то же мгновенье блеск большого огня осветил его, и в то же мгновенье раздался оглушающий, зазвеневший в ушах гром, треск и свист.
Пьер, очнувшись, сидел на заду, опираясь руками о землю; ящика, около которого он был, не было; только валялись зеленые обожженные доски и тряпки на выжженной траве, и лошадь, трепля обломками оглобель, проскакала от него, а другая, так же как и сам Пьер, лежала на земле и пронзительно, протяжно визжала.


Пьер, не помня себя от страха, вскочил и побежал назад на батарею, как на единственное убежище от всех ужасов, окружавших его.
В то время как Пьер входил в окоп, он заметил, что на батарее выстрелов не слышно было, но какие то люди что то делали там. Пьер не успел понять того, какие это были люди. Он увидел старшего полковника, задом к нему лежащего на валу, как будто рассматривающего что то внизу, и видел одного, замеченного им, солдата, который, прорываясь вперед от людей, державших его за руку, кричал: «Братцы!» – и видел еще что то странное.
Но он не успел еще сообразить того, что полковник был убит, что кричавший «братцы!» был пленный, что в глазах его был заколон штыком в спину другой солдат. Едва он вбежал в окоп, как худощавый, желтый, с потным лицом человек в синем мундире, со шпагой в руке, набежал на него, крича что то. Пьер, инстинктивно обороняясь от толчка, так как они, не видав, разбежались друг против друга, выставил руки и схватил этого человека (это был французский офицер) одной рукой за плечо, другой за гордо. Офицер, выпустив шпагу, схватил Пьера за шиворот.
Несколько секунд они оба испуганными глазами смотрели на чуждые друг другу лица, и оба были в недоумении о том, что они сделали и что им делать. «Я ли взят в плен или он взят в плен мною? – думал каждый из них. Но, очевидно, французский офицер более склонялся к мысли, что в плен взят он, потому что сильная рука Пьера, движимая невольным страхом, все крепче и крепче сжимала его горло. Француз что то хотел сказать, как вдруг над самой головой их низко и страшно просвистело ядро, и Пьеру показалось, что голова французского офицера оторвана: так быстро он согнул ее.
Пьер тоже нагнул голову и отпустил руки. Не думая более о том, кто кого взял в плен, француз побежал назад на батарею, а Пьер под гору, спотыкаясь на убитых и раненых, которые, казалось ему, ловят его за ноги. Но не успел он сойти вниз, как навстречу ему показались плотные толпы бегущих русских солдат, которые, падая, спотыкаясь и крича, весело и бурно бежали на батарею. (Это была та атака, которую себе приписывал Ермолов, говоря, что только его храбрости и счастью возможно было сделать этот подвиг, и та атака, в которой он будто бы кидал на курган Георгиевские кресты, бывшие у него в кармане.)
Французы, занявшие батарею, побежали. Наши войска с криками «ура» так далеко за батарею прогнали французов, что трудно было остановить их.
С батареи свезли пленных, в том числе раненого французского генерала, которого окружили офицеры. Толпы раненых, знакомых и незнакомых Пьеру, русских и французов, с изуродованными страданием лицами, шли, ползли и на носилках неслись с батареи. Пьер вошел на курган, где он провел более часа времени, и из того семейного кружка, который принял его к себе, он не нашел никого. Много было тут мертвых, незнакомых ему. Но некоторых он узнал. Молоденький офицерик сидел, все так же свернувшись, у края вала, в луже крови. Краснорожий солдат еще дергался, но его не убирали.
Пьер побежал вниз.
«Нет, теперь они оставят это, теперь они ужаснутся того, что они сделали!» – думал Пьер, бесцельно направляясь за толпами носилок, двигавшихся с поля сражения.
Но солнце, застилаемое дымом, стояло еще высоко, и впереди, и в особенности налево у Семеновского, кипело что то в дыму, и гул выстрелов, стрельба и канонада не только не ослабевали, но усиливались до отчаянности, как человек, который, надрываясь, кричит из последних сил.


Главное действие Бородинского сражения произошло на пространстве тысячи сажен между Бородиным и флешами Багратиона. (Вне этого пространства с одной стороны была сделана русскими в половине дня демонстрация кавалерией Уварова, с другой стороны, за Утицей, было столкновение Понятовского с Тучковым; но это были два отдельные и слабые действия в сравнении с тем, что происходило в середине поля сражения.) На поле между Бородиным и флешами, у леса, на открытом и видном с обеих сторон протяжении, произошло главное действие сражения, самым простым, бесхитростным образом.
Сражение началось канонадой с обеих сторон из нескольких сотен орудий.
Потом, когда дым застлал все поле, в этом дыму двинулись (со стороны французов) справа две дивизии, Дессе и Компана, на флеши, и слева полки вице короля на Бородино.
От Шевардинского редута, на котором стоял Наполеон, флеши находились на расстоянии версты, а Бородино более чем в двух верстах расстояния по прямой линии, и поэтому Наполеон не мог видеть того, что происходило там, тем более что дым, сливаясь с туманом, скрывал всю местность. Солдаты дивизии Дессе, направленные на флеши, были видны только до тех пор, пока они не спустились под овраг, отделявший их от флеш. Как скоро они спустились в овраг, дым выстрелов орудийных и ружейных на флешах стал так густ, что застлал весь подъем той стороны оврага. Сквозь дым мелькало там что то черное – вероятно, люди, и иногда блеск штыков. Но двигались ли они или стояли, были ли это французы или русские, нельзя было видеть с Шевардинского редута.
Солнце взошло светло и било косыми лучами прямо в лицо Наполеона, смотревшего из под руки на флеши. Дым стлался перед флешами, и то казалось, что дым двигался, то казалось, что войска двигались. Слышны были иногда из за выстрелов крики людей, но нельзя было знать, что они там делали.
Наполеон, стоя на кургане, смотрел в трубу, и в маленький круг трубы он видел дым и людей, иногда своих, иногда русских; но где было то, что он видел, он не знал, когда смотрел опять простым глазом.
Он сошел с кургана и стал взад и вперед ходить перед ним.
Изредка он останавливался, прислушивался к выстрелам и вглядывался в поле сражения.
Не только с того места внизу, где он стоял, не только с кургана, на котором стояли теперь некоторые его генералы, но и с самых флешей, на которых находились теперь вместе и попеременно то русские, то французские, мертвые, раненые и живые, испуганные или обезумевшие солдаты, нельзя было понять того, что делалось на этом месте. В продолжение нескольких часов на этом месте, среди неумолкаемой стрельбы, ружейной и пушечной, то появлялись одни русские, то одни французские, то пехотные, то кавалерийские солдаты; появлялись, падали, стреляли, сталкивались, не зная, что делать друг с другом, кричали и бежали назад.