Verbindungsnetzwerke für parallel und verteilte Systeme.pdf
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othek erfordert mehr Software-Zusatzaufwand im Hintergr<strong>und</strong>, was größere<br />
Startup-Zeiten, größere Latenz <strong>und</strong> kleineren Maximaldurchsatz zur Folge hat.<br />
Andererseits bietet PVM dem Programmierer neben den üblichen Send/<br />
Receive-Bibliotheksprogrammen eine Vielzahl unterstützender Funktionen.<br />
Beispiele da<strong>für</strong> sind pvm_barrier, pvm_bcast <strong>und</strong> pvm_mcast <strong>für</strong> Prozeßsynchronisation,<br />
pvm-reduce <strong>für</strong> Datenreduktionsoperationen <strong>und</strong> pvm-spawn zur<br />
Prozeßerzeugung.<br />
summierter<br />
Durchsatz<br />
gemeinsame Variable<br />
PVM-Bibliothek<br />
Zahl der Prozessoren<br />
Bild 5.5: Durchsatz bei gemeinsamen Variablen <strong>und</strong> Botschaftenaustausch nach [Camp95].<br />
Gemeinsame Variablen sind mittels der Speicherverwaltungen (MMUs) in den<br />
Rechenknoten implementiert, so daß alle Lokalspeicher zu einem großen<br />
Adreßraum nach dem NUMA-Modell vereinigt werden. Allerdings ist der Speicher<br />
nicht Cache-konsistent, d.h., daß im System <strong>verteilte</strong> Kopien einer Variablen<br />
nicht automatisch auf dem neuesten Stand gehalten werden. Der Benutzer<br />
muß deshalb auf Kopien gemeinsamer Variablen verzichten <strong>und</strong> diese unter<br />
Umgehung des Cache direkt aus dem Speicher lesen oder beim Schreiben einer<br />
gemeinsamen Variablen alle veralteten Duplikate "von Hand" invalidieren.<br />
Das Schreiben <strong>und</strong> Lesen gemeinsamer Variablen, die in entfernten Lokalspeichern<br />
residieren, kann überlappend zur Ausführung von Berechnungen erfolgen,<br />
die diese Variablen nicht benötigen. Weiterhin können in den Rechenknoten<br />
durch die DMA-Einheiten simultan zum Rechnen Botschaften bis<br />
zur Länge von 256 K Worten á 64 Bit zwischen einem Sender <strong>und</strong> mehreren<br />
Empfängern verschickt werden. Dadurch ergibt sich neben dem Synchronisations-Multicast,<br />
der im Binärbaum implementiert ist, ein zweiter Multicast <strong>für</strong><br />
Daten.<br />
5.1.5 Routing<br />
Sowohl Botschaftenaustausch als auch gemeinsame Variablen beruhen implementierungstechnisch<br />
betrachtet auf Paketvermittlung mit Virtual-Cut-<br />
Through Routing. Wie die Paketvermittlung im Cray-Netz abläuft, ist in Bild<br />
5.6 <strong>für</strong> den Fall, daß der Prozessor 1 Werte aus dem Lokalspeicher von Prozessor<br />
2048 lesen möchte, exemplarisch erläutert.<br />
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