Параллелизм уровня команд
Параллельные вычисления весьма специфичны, поэтому для оценки их эффективности имеются специальные характеристики. Одной из таких характеристик является профиль параллелизма программы — функция времени, являющаяся графическим представлением числа параллельно выполняющих задачу процессоров многопроцессорной системы. Это число называют степенью параллелизма и обозначают D (t) (или DOP, Degree… Читать ещё >
Параллелизм уровня команд (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Параллелизм на уровне команд имеет место, когда обработка нескольких команд или выполнение различных этапов одной и той же команды может перекрываться во времени. Разработчики вычислительной техники издавна прибегали к методам, известным под общим названием «совмещения операций», при котором аппаратура ВМ в любой момент времени выполняет одновременно более одной операции. Этот общий принцип включает в себя два понятия: параллелизм и конвейеризацию. Хотя у них много общего и их зачастую трудно различать на практике, термины эти отражают два принципиально различных подхода.
В первом варианте совмещение операций достигается за счет того, что в составе вычислительной системы отдельные устройства присутствуют в нескольких копиях Так, в состав процессора может входить несколько АЛУ, и высокая производительность обеспечивается за счет одновременной работы всех этих АЛУ. Второй подход был описан ранее.
Профиль параллелизма программы
Параллельные вычисления весьма специфичны, поэтому для оценки их эффективности имеются специальные характеристики. Одной из таких характеристик является профиль параллелизма программы — функция времени, являющаяся графическим представлением числа параллельно выполняющих задачу процессоров многопроцессорной системы. Это число называют степенью параллелизма и обозначают D (t) (или DOP, Degree Of Parallelism).
Предположим, что система состоит из n процессоров, максимальный параллелизм в профиле равен m и в идеале n>>m. Типичный профиль параллелизма для процесса декомпозиции показан на рис. 2.
Рис. 2.
Общий объем работы вычислительных процессов пропорционален площади под кривой профиля параллелизма: W = Д ts — время начала, tc — время окончания.
Средний параллелизм A рассчитывается по формуле:
А=,.
где i — количество процессоров, загруженных за наблюдаемый период.
Посчитаем средний параллелизм для графика, представленного выше. Здесь профиль параллелизма за время наблюдения (ts, tс) возрастает от 1 до пикового значения m = 8, а затем спадает до 0. Средний параллелизм A = (1×5 + + 2×3 + 3×4 + 4×6 + 5×2+ 6×2 + 8×3) / (5+ 3 + 4 + 6 + 2 + 2 + 3) = 93/25 = =3,72. Фактически общая рабочая нагрузка и, А представляют собой нижнюю границу асимптотического ускорения.
высокопроизводительный вычислительный параллелизм.