병렬 컴퓨터의 클래스에는 무엇이 있을까?

병렬 컴퓨터는 하드웨어가 병렬을 지원하는 수준에 따라 분류될 수 있습니다. 이 분류는 기본 계산 노드 사이의 거리와 유사합니다. 예를 들어 대칭 멀티 프로세서 그룹은 상호 배타적이지 않습니다. 멀티코어 프로세서는 동일한 칩에 여러 실행 장치(코어)를 포함하는 프로세서입니다. Superscalar 프로세서는 명령 스트림(스레드)의 주기당 여러 명령을 실행할 수 있으며, 이와 달리 멀티코어 프로세서는 여러 명령 시퀀스의 주기당 여러 명령을 실행할 수 있습니다. 멀티코어 프로세서의 각 코어는 잠재적으로 슈퍼스칼라가 될 수 있으며, 즉 각 사이클에서 각 코어는 명령 스트림에서 여러 명령을 실행할 수 있습니다.

인텔 하이퍼스레딩이 가장 잘 알려진 동시 '멀티스레딩'은 의사 멀티코어의 한 형태였습니다. 동시 멀티스레딩 프로세서에는 단일 실행 단위(코어)가 있지만 해당 실행 단위가 유휴 상태(예: 캐시 누락 중)가 두 번째 스레드를 처리하는 데 사용됩니다. 소니 플레이 스테이션에서 사용하도록 설계된 IBM의 셀 마이크로 프로세서 3 콘솔은 또 다른 저명한 멀티 코어 프로세서입니다.

대칭 멀티프로세서(SMP)는 메모리를 공유하고 버스를 통해 연결하는 여러 동일한 프로세서가 있는 컴퓨터 시스템입니다. 버스 경합은 이 아키텍처의 확장을 방지합니다. 그 결과, SMP는 일반적으로 32개 이상의 프로세서를 구성하지 않습니다. 프로세서의 크기가 작고 버스 대역폭 요구 사항이 크게 감소하기 때문에 충분한 대역폭이 있는 한 이러한 대칭 멀티 프로세서는 매우 비용 효율적입니다.

클러스터는 느슨하게 결합된 컴퓨터 그룹으로, 어떤 면에서는 단일 컴퓨터로 생각할 수 있습니다. 클러스터는 네트워크에 의해 연결된 여러 독립 기계로 구성됩니다. 클러스터의 기계는 대칭적이어야 하지만 부하 균형을 맞추기가 더 어렵습니다. 클러스터의 가장 일반적인 유형은 TCP/IP 이더넷로컬 영역 네트워크에 연결된 여러 개의 동일한 상용 컴퓨터로 배포된 클러스터인 Beowulf 클러스터입니다. Beowulf 기술은 원래 토마스 스털링과 도널드 베커에 의해 개발되었다. TOP500 슈퍼컴퓨터의 대부분은 클러스터입니다.

대규모 병렬프로세서(MPP)는 여러 개의 네트워크 프로세서가 있는 단일 컴퓨터입니다. 클러스터의 특성은 많지만 클러스터는 네트워킹에 표준 하드웨어를 사용하는 반면 전문 상호 연결 네트워크를 가지고 있습니다. MPP는 또한 100개 이상의 프로세서를 가진 클러스터보다 더 큰 경향이 있습니다. MPP에서 각 CPU에는 자체 메모리와 운영 체제 및 응용 프로그램의 복사본이 있습니다. 각 하위 시스템은 고속 상호 연결을 통해 다른 시스템과 통신합니다. 분산 컴퓨팅은 병렬 컴퓨팅의 가장 분산된 형태입니다. 인터넷을 통해 통신하는 컴퓨터는 지정된 문제에 대해 작업하는데 사용됩니다. 인터넷의 낮은 대역폭과 매우 높은 대기 시간 때문에 분산 컴퓨팅은 일반적으로 당황스러운 병렬 문제를 의미합니다. 많은 분산 컴퓨팅 응용 프로그램이 만들어졌으며 SETI@home, Folding@home 가장 잘 알려진 예제입니다.

대부분의 분산 컴퓨팅 응용 프로그램은 네트워크 리소스를 관리하고 소프트웨어 인터페이스를 표준화하기 위해 운영 체제와 응용 프로그램 사이에 있는 미들웨어, 소프트웨어를 사용합니다. 가장 일반적인 것은 네트워크 컴퓨팅을 위한 버클리의 개방형 인프라(BOINC)입니다. 분산 컴퓨팅 프로그램은 컴퓨터프로세서가 유휴 상태일 때 계산을 수행하는 예비 주기를 사용하는 경우가 많습니다. 병렬 컴퓨팅 내에서 흥미를 유발하는 특수 병렬 장치가 있습니다. 도메인에만 적용되는 것은 아니지만 몇 가지 병렬 문제에만 적용되는 경향이 있습니다. 재구성 가능한 계산은 범용 컴퓨터의 프로세서로서 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(FPGA)를 사용하는 것입니다. FPGA는 본질적으로 지정된 작업에 맞게 다시 구성할 수 있는 컴퓨터 칩입니다. FPGA는 VHDL 또는 Verilog와 같은 하드웨어 설명 언어로 프로그래밍할 수 있습니다. 그러나 프로그래밍 언어는 지루할 수 있습니다. 몇몇 공급업체는 대부분의 프로그래머가 친숙한 C 프로그래밍 언어의 구문 또는 의미 체계를 모방하려는 "C ~HDL"언어를 만들었습니다. 가장 잘 알려진 "C ~ HDL" 언어는 미트리오온-C, C 임펄스, DIME C, C-헨델입니다. C++ 기반 SystemC의 특정 하위 집합도 이 용도로 사용할 수 있습니다. AMD가 하이퍼트랜스포트를 타사 공급업체에 개방하기로 결정하면서 고성능 재구성 가능한 컴퓨팅을 가능하게 하는 기술이 되었습니다. DRC 컴퓨터 코퍼레이션의 최고 운영 책임자인 마이클 다무르 R. 에 따르면 AMD에 들어갔을 때 우리는 소켓 도둑이라고 불렸습니다. 이제 그들은 우리를 파트너라고 부릅니다.