11、共享内存并行计算技术解析

week9

于 2025-08-01 14:44:38 发布

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分类专栏：并行计算导论：从基础到应用文章标签：共享内存并行计算 OpenMP

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共享内存并行计算技术解析

1. 引言

共享内存机器通常处理器数量相对较少，一般在 2 - 128 个之间。这类机器的内在特性包括内存一致性策略，以及用于从公共可访问内存系统分发数据的快速紧密耦合网络。测试示例在两个 HP Superdome 集群上运行：Stardust 是一台拥有 64 个 PA - 8700 处理器的生产机器，Pegasus 则是一台具有相同类型处理器的 32 CPU 机器。

2. HP9000 Superdome 机器

HP9000 被分组为多个单元（Cell），每个单元包含 4 个 CPU、一个公共内存，并连接到 CCNUMA 交叉开关网络。该网络由多组 4 x 4 交叉开关组成。通过 EFF_BW 基准测试，将处理器分为两个大小相等的集合，在集合元素间进行任意配对，测量固定数量处理器和不同消息大小下网络的横截面带宽。从 Stardust 机器的测试结果来看，网络的横截面带宽相当高，且测试延迟不高，但由于 MPI_Wtime 的增量分辨率较低，需要多次测试来量化延迟，Dr Byrde 的测试显示最小延迟大于 1.5 μs。

3. Cray XI 机器

Cray XI 机器是共享内存架构的一个典型示例。每个多流处理器（MSP）包含 4 个由 IBM 定制设计的处理器芯片和 4 个相应的缓存。每个节点有 4 个这样的 MSP 和 16 个共享公共（一致）内存视图的内存模块。向量内存访问允许绕过缓存，即向量寄存器可直接从内存加载。缓存一致性仅在单个节点内维持，节点之间使用消息传递。