Methods and Techniques for the Automatic Parallel Code ...

14 Παράλληλη Επεξεργασίαυπερκύβου, πλέγµατος κ.ά.). Προς την κατεύθυνση µιας έγκριτης καταγραϕής των διαϕόρων υπολογιστικώνσυστηµάτων υψηλών επιδόσεων, η λίστα TOP500 [DMS99] ενηµερώνεται από το 1993 δύοϕορές το χρόνο και διατηρεί µια κατάταξη των 500 ισχυρότερων υπολογιστικών συστηµάτων παγκοσµίως,µε κριτήριο την επίδοση των συστηµάτων αυτών στο µετροπρόγραµµα Linpack.Παρά την πλούσια ποικιλοµορϕία των υπερυπολογιστικών συστηµάτων, έγινε εξαρχής εµϕανής ηδυνατότητα οµαδοποίησης αυτών σε δύο θεµελιώδεις κατηγορίες, µε γνώµονα το αν παρέχεται απότο υλικό ένας κοινός, καθολικός χώρος διευθύνσεων µνήµης ή όχι. Θα πρέπει δε να τονιστεί πωςη διάκριση αυτή είναι ιδιαίτερα ουσιαστική σε ό,τι αϕορά τον προγραµµατισµό τέτοιων συστηµάτωνκαι έτσι αναϕερόµαστε συχνά σε αρχιτεκτονικές µοιραζόµενης µνήµης και αρχιτεκτονικές κατανεµη-µένης µνήµης. Τα τελευταία χρόνια έχει επικρατήσει µια τρίτη, υβριδική αρχιτεκτονική, που υιοθετείτην προσέγγιση της µοιραζόµενης µνήµης σε χαµηλότερο επίπεδο, ενώ προσοµοιάζει στην αρχιτεκτονικήκατανεµηµένης µνήµης σε ένα δεύτερο, υψηλότερο επίπεδο. Η προσέγγιση αυτή χαρακτηρίζεταιως αρχιτεκτονική κατανεµηµένης µοιραζόµενης µνήµης.2.1.1 Αρχιτεκτονική Κατανεµηµένης ΜνήµηςΣτην αρχιτεκτονική κατανεµηµένης µνήµης κάθε υπολογιστικός κόµβος του συστήµατος διαθέτει τηδική του τοπική µνήµη (local memory), στην οποία δεν παρέχεται άµεση πρόσβαση µέσω του υλικούστους άλλους κόµβους. Έτσι, προκειµένου να ανταλλάξουν δεδοµένα δύο κόµβοι, συνήθως προτείνονταιοι εξής δύο εναλλακτικές προσεγγίσεις:• Η υλοποίηση µε χρήση λογισµικού/µεσισµικού ενός εικονικού καθολικού χώρου διευθύνσεων(Distributed Shared Virtual Memory - DSVM, συχνά χαρακτηρίζεται και Soware DistributedShared Memory - SDSM). Οι εϕαρµογές που εκτελούνται σε διαϕορετικούς κόµβους µπορούν ναεπικοινωνούν µε συνήθεις λειτουργίες ανάγνωσης και εγγραϕής, αξιοποιώντας το DSVM υπόστρωµα.Ουσιαστικά, το DSVM υπόστρωµα αναλαµβάνει να υλοποιήσει σε επίπεδο λογισµικούπαρόµοια λειτουργικότητα µε εκείνη που παρέχεται στα συστήµατα µοιραζόµενης µνήµης σε επίπεδουλικού.• Η ρητή (explicit) κλήση ρουτινών επικοινωνίας µέσω δικτύου, είτε για την ανταλλαγή µηνυµάτων(message passing), είτε για την υλοποίηση αποµακρυσµένης προσπέλασης σε µνήµη (remotememory access - RMA). Στην πρώτη περίπτωση αναϕερόµαστε σε αµϕίδροµη επικοινωνία (twosidedcommunication), ενώ στη δεύτερη σε µονόδροµη επικοινωνία (one-sided communication).Η προσέγγιση αυτή έχει άµεσο αντίκτυπο στη σχεδίαση του λογισµικού τέτοιων αρχιτεκτονικών,καθώς πρέπει να γίνεται σαϕής διαχωρισµός µεταξύ των ϕάσεων τοπικής επεξεργασίας και απο-µακρυσµένης δικτυακής προσπέλασης δεδοµένων.