Bài giảng Kiến trúc máy tính - Nguyễn Hồng Nam

KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Th.s Nguyễn Hồng Nam nnhnam@cse.hcmut.edu.vn Computer Architecture Đại học Tôn Đức Thắng Chương 5 Một số dạng kiến trúc máy tính 1. Kiến trúc máy tính song song 2. Kiến trúc đa xử lý đối xứng 1. Kiến trúc máy tính song song Đại học Tôn Đức Thắng 1. Khái niệm 2. Các mô hình kiến trúc song song 3. Giải thuật song song 1. Khái niệm Đại học Tôn Đức Thắng  Kiến trúc máy tính tuần tự (kiến trúc Von-Neumann) tiến đến giới hạn tốc độ  Cần các kiến trúc song song SISD, SIMD, MISD, MIMD  CPU Intel:  SIMD  Pipelining với branch prediction Máy tính dạng SIMD và MIMD Đại học Tôn Đức Thắng  SIMD  Vector computer  MIMD  kiến trúc song song  MultiProcessor Parallel Computer  Multicomputer  Distributed system Phân loại kiến trúc máy tính song song Đại học Tôn Đức Thắng 2. Các mô hình kiến trúc song song Các thành phần: Các bộ xử lý Các bộ nhớ Các thiết bị I/O Hệ thống kết nối Đại học Tôn Đức Thắng Các cấp kiến trúc máy tính song song Đại học Tôn Đức Thắng Ví dụ: siêu phân luồng trên Pentium 4 Đại học Tôn Đức Thắng Ví dụ: Multiprocessor Đại học Tôn Đức Thắng a) Multiprocessor với 16 CPU dùng chung 1 bộ nhớ b) Một hình ảnh được chia thành 16 phần cho 16 CPU xử lý Ví dụ: Multiprocessor Đại học Tôn Đức Thắng a) Multicomputer với 16 CPU, mỗi CPU có bộ nhớ riêng b. Một hình ảnh được chia thành 16 phần trên 16 bộ nhớ Kiến trúc Cluster Đại học Tôn Đức Thắng Các sơ đồ kết nối tĩnh Đại học Tôn Đức Thắng Kết nối động dùng switches Đại học Tôn Đức Thắng Bộ nhớ dùng chung (shared memory) Đại học Tôn Đức Thắng Bộ nhớ dùng chung (tt) Đại học Tôn Đức Thắng Distributed system Đại học Tôn Đức Thắng 3. Giải thuật song song Được thiết kế qua 4 giai đoạn: Phân chia Truyền thông Tích tụ Ánh xạ Đại học Tôn Đức Thắng II. SMP Đặc điểm Ví dụ Hoạt động Đại học Tôn Đức Thắng 1. Đặc điểm Tăng hiệu suất máy vi tính dùng CPU Intel Tương thích với máy AT  Hoạt động như máy 1 CPU với hệ điều hành 1 CPU Dùng cho các CPU Intel từ 80486  CPU có hỗ trợ multiprocessor  Các CPU hoàn toàn tương đương  Cấu hình mặc định: 2 CPU, tối da 16 CPU Đại học Tôn Đức Thắng 1. Đặc điểm (tt) Các CPU dùng chung bộ nhớ:  Các CPU dùng chung một không gian địa chỉ  Chỉ có1 bản hệ điều hành trên bộ nhớ  Chương trình có thể thực hiện trên mọi CPU Các CPU dùng chung hệ thống I/O  Hoạt động với các tiêu chuẩn bus ISA, PCI Đại học Tôn Đức Thắng Ví dụ Đại học Tôn Đức Thắng Ví dụ (tt) BSP Bootstrap Processor AP Application Processor APIC Advanced Programmable Interrupt Controller ICC Interrupt Controller Communication Đại học Tôn Đức Thắng 3. Hoạt động Đại học Tôn Đức Thắng Ví dụ Đại học Tôn Đức Thắng