Mavzu: Ko'p yadroli kompyuterlar va paralellashtrish

2.2. Yadro effektlari.
Agar siz kuchli muvozanatli kompyuterni talab qiladigan jiddiy murakkab ish bilan shug'ullanayotgan bo'lsangiz, bu biroz murakkabroq. Siz quyidagi fikrlarga e'tibor qaratishingiz kerak:

1. 
   Ko'p yadroli - 4 yoki undan ko'p yadro
   
2. 
   Yuqori soat tezligi - 2,5 gigagerts va undan yuqori
   
3. 
   Uchinchi darajali kesh kamida 6 megabayt
   

Bunday asosiy tavsiyalarga amal qilib, siz qandaydir tarzda yaxshi va mahsuldor namunaga ishonishingiz mumkin. Ammo modelni tanlash va u haqidagi ma'lumotlarni Internetda ko'rish to'g'ri bo'lardi, masalan, ishlash testlari, sharhlar va boshqalar.

Antivirus dasturining eskirgan versiyasi skanerlash jarayoni uchun yangi mavzuni yaratishi mumkin GUI ip foydalanuvchidan buyruqlarni kutadi (masalan, skanerlashni bekor qilish). Bunday hollarda, ko'p yadroli arxitektura dasturning o'zi uchun juda katta foyda keltirmaydi, chunki bitta og'ir ip barcha og'ir ko'tarishlarni bajaradi va ishni bir nechta yadro bo'ylab teng ravishda muvozanatlay olmaydi. Haqiqatan ham juda ko'p ishlangan kodni dasturlash ko'pincha ish zarrachalarining murakkab koordinatsiyasini talab qiladi va shu bilan birga torlar o'rtasida bo'linadigan ma'lumotlarga ishlov berishni bir-biriga bog'lab qo'yishi tufayli nozik va topish qiyin bo'lgan xatolarni osonlikcha kiritishi mumkin (qarang. ipning xavfsizligi ). Binobarin, bunday kodni buzish paytida bitta tishli kodga qaraganda disk raskadrovka qilish ancha qiyin. Iste'molchilar darajasida kompyuter texnikasidan maksimal darajada foydalanishga bo'lgan talabning nisbatan kamligi sababli iste'molchilar darajasidagi tishli dasturlarni yozish uchun motivatsiya etishmasligi sezildi. Dekodlash kabi ketma-ket vazifalar entropiya kodlash ichida ishlatiladigan algoritmlar video kodeklari parallel qilish mumkin emas, chunki hosil bo'lgan har bir natija entropiyani dekodlash algoritmining keyingi natijasini yaratishda yordam beradi.

Protsessor soatining tezligini yanada oshirish natijasida kelib chiqadigan jiddiy issiqlik va elektr energiyasini iste'mol qilish muammolaridan kelib chiqqan holda, ko'p yadroli chiplarni loyihalashtirishga katta e'tibor berilayotganligini hisobga olsak, ushbu yangi chiplardan foydalanish uchun dasturiy ta'minotni qanchalik ko'p ishlov berish mumkinligi ehtimoldan yiroq emas. kelajakda kompyuter ishlashidagi eng katta cheklov. Agar ishlab chiquvchilar bir nechta yadro bilan ta'minlangan resurslardan to'liq foydalanish uchun dasturiy ta'minotni ishlab chiqa olmasalar, unda ular oxir-oqibat engib bo'lmaydigan ishlash darajasiga erishadilar.
Telekommunikatsiya bozori birinchilardan biri bo'lib, ma'lumotlar bazasini parallel boshqarish paketini qayta ishlashning yangi dizaynini talab qildi, chunki bu ma'lumotlar bazasi va boshqaruv tekisligi uchun juda ko'p yadroli protsessorlarni juda tez o'zlashtirdi. Ushbu MPUlar almashtiriladi mulkka asoslangan an'anaviy tarmoq protsessorlari mikrokod yoki pikokod.
Parallel dasturlash texnikalar to'g'ridan-to'g'ri bir nechta yadrolardan foydalanishlari mumkin. Ba'zilari mavjud parallel dasturlash modellari kabi Cilk Plus, OpenMP, OpenHMPP, FastFlow, Skandium, MPI va Erlang ko'p yadroli platformalarda foydalanish mumkin. Intel C ++ parallelligi uchun yangi abstraktsiyani taqdim etdi TBB. Boshqa tadqiqot harakatlariga quyidagilar kiradi Codeplay elak tizimi, Cray's Chapel, Quyoshniki Qal'a va IBM kompaniyalari X10.
Ko'p yadroli ishlov berish zamonaviy hisoblash dasturlarini ishlab chiqish qobiliyatiga ham ta'sir ko'rsatdi. Yangi tillarda dastur ishlab chiquvchilar zamonaviy tillari ko'p yadroli funktsiyalarni qo'llab-quvvatlamasligini aniqlashlari mumkin. Buning uchun bundan foydalanishni talab qiladi raqamli kutubxonalar kabi tillarda yozilgan kodga kirish uchun C va Fortran, matematik hisoblarni yangi tillarga qaraganda tezroq bajaradigan C #. Intelning MKL va AMD ACML ushbu ona tillarida yozilgan va ko'p yadroli ishlov berish imkoniyatlaridan foydalanadi. Protsessorlar bo'yicha dasturning ish yukini muvozanatlash muammoli bo'lishi mumkin, ayniqsa ular turli ishlash xususiyatlariga ega bo'lsa. Muammoni hal qilish uchun turli xil kontseptual modellar mavjud, masalan, muvofiqlashtirish tili va dasturni yaratish bloklari (dasturlash kutubxonalari yoki yuqori darajadagi funktsiyalar). Har bir blok har bir protsessor turi uchun har xil mahalliy dasturga ega bo'lishi mumkin. Foydalanuvchilar shunchaki ushbu abstraktsiyalardan foydalangan holda dasturlashadi va aqlli kompilyator kontekst asosida eng yaxshi dasturni tanlaydi.
Boshqarish bir vaqtda parallel dasturlarni ishlab chiqishda markaziy rol o'ynaydi. Parallel dasturlarni loyihalashtirishning asosiy bosqichlari: