SistemMultipemproses

1
Sistem-Multipemproses
Apakah faedah sistem multi-pemproses?
...or a single system with many processors?
2
Sistem Multipemproses
Sistem multipemproses yg sebenar ialah suatu
sistem yg berbilang pemproses dlm satu hos yg
sama, sama2 beroperasi utk mencapai truput yg lbh
baik drps satu pemproses.
3
Approaches To Building Powerful Systems

• Penggunaan pendekatan single high performance
  processor memerlukan penekanan dan sokongan
  teknologi litar berkelajuan tinggi. Ini
• susah utk direkabentuk dan
• penyelenggaraannya mahal
• Senang digunakan jk dipandang dr sudut perisian.
• atau

4
Approaches To Building Powerful Systems

• Menggunakan pendekatan multiple conventional
  processors, ini perlu memfokus kpd peningkatan
  truput dgn kaedah parallel processing.
• Pemproses individu tidak kompleks
• Parallel processing - ok tetapi,
• Sukar utk bhgkan aplikasi ke tugasan2 yg kecil
  supaya diproses serentak
• Penjadualan dan kordinasi memerlukan perisian
  yang sofisikated

5
Kebaikan Sistem Multi-pemproses

• Ekonomik yakni peningkatan keupayaan komputer
  dgn hanya sedikit kos tambahan(jk mgunakan
  pemproses konventional yg murah)
• Meningkatnya kebolehpercayaan sistem disbbkan
  adanya lewahan (redundancy) (yakni
  multiple-processors).

6
Keburukkan Sistem Multi -pemproses

• Agihan tugasan2 antara pemproses2
• Salingsambungan ant pemproses (topologi)
• Pengurusan memori (dlm ertikata penggunaan
  memori) yg komplex
• avoidance of deadlock and control of I/O
  resources
• Senibina berkemungkinan sesuai bg masalah
  tertentu tapi bukan utk semua masalah.

7
Forms of Parallel Processing

• Single-Instruction Single-Data (SISD), a normal
  conventional single processor system
• Single-Instruction Multiple-Data (SIMD),
  memproses sacara tatasusun array processing,
  binaan disekitar pusat pemproses mengawal
  tatasusun bg special purpose processors
• Multiple-Instruction Single-Data (MISD), Secara
  teoritikal ia melaksanakan multi-operasi secara
  selasi dalam satu aliran data tunggal berserta
  dgn pemproses bertalianpaip. Buat masa ini tiada
  sistem berjenis ini.
• Multiple-Instruction Multiple-Data (MIMD),
  setiap pemproses mempunyai set arahan sendiri
  pada struktur datanya. Pemproses blh mencapai
  memori setempat yg lain melalui sistem I/O (Most
  of the commercial multiprocessor systems are of
  MIMD system).

8
Multiprocessor System Characteristics

• Gandingan coupling ant pemproses2.
• Tightly coupled, pemproses2 direkabentuk supaya
  merujuk kpd common buses dan memory area (global
  memory) utk pertukaran large quantities of data
  yg bertubi-bertubi (pantas).
• Potential speed
• Complexity of the hardware and software
• Loosely coupled, pemproses2 melakukan pertukaran
  data melalui rangkaian I/O. Setiap pemprose ada
  memorinya sendiri.
• Slower data rate
• Simplifies the hardware design

9
Multiprocessor System Characteristics

• Topologi Sistem (paparan fizikal pemproses2),
  yakni bgmn pemproses2 disusun dan berkomunikasi
  diantara satu sama lain. Sistem multipemproses
  blh dikategori berdasarkan topologinya (method of
  interlinking the processors together).
  Topologi2nya ialah-
• Time-shared common bus
• Multi-port memory
• Crossbar switch
• Multi-stage switching network
• Hyper-cube system

10
Time-Shared common bus
The total overall transfer rate within the system
is very much restricted by the speed of the
single path
11
Multiple Bus Structure
12
Multi-port Memory
13
Cross-bar Switch
Crossbar switch organization supports
simultaneous transfers from all memory modules
because there is a separate path associated with
each module
14
Multistage Switching Network
15
2 X 2 Switch
A B
0 1
0 1
A B
Operation of a 2 X 2 interchange switch
A B
0 1
A B
0 1
16
Hyper-cube System

• A hyper-cube system is a loosely coupled system
  which comprises of N (2n) processors in an
  n-dimensional cube form.For Example,If a system
  has sixteen (N) processors, the hyper-cube system
  is an n-dimensional system, whereby,N 2n2n
  16n log 16 log 2n 4

17
Hyper-cube System
18
Hyper-cube System
The first practical hyper-cube was built in 1983
(Called the Cosmic Cube) and was created using 64
units of the 8086 microprocessor (together with
the 8087 coprocessor)
19
Operating System

• Master/Slave OS, OS tuggal dilarikan pd master
  processor dan yg lain akan menerima tugasan
  daripadanya (slaves).
• Distributed OS, setiap pemproses melarikan Osnya
  sendiri, atau setiap pemproses boleh mencapai
  common OS melalui perkongsian memori. ( High
  Reliability)

20
Cache Coherency
Isu yang berkaitan dgn data disimpan dalam sistem
multiprocessor, dan samada data didapati dr
memori, sah atau tidak.
21
Cache Coherency Solution
Methods of solving cache coherency problems-

• Tidak membenarkan private cache, tumpukan kpd
  penggunaan shared cache area ( increases the
  average memory access time )
• Membenar penggunaan cache, ttp hy digunakan utk
  menyimpan data yg tidak dikongsi dan read only
  data ( cachable data )
• Membenarkan data dikongsi kecuali ttp hy satu
  pemproses blh Read/Write data dalam cachenya
  dalam satu masa.
• gunakan snoopy cache protocol (which is a
  hardware solution).