ДОСЛІДЖЕННЯ МЕРЕЖЕВИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОМУНІКАЦІЙНОГО ІНТЕРФЕЙСУ БАГАТОПРОЦЕСОРНИХ МОДУЛЬНИХ СИСТЕМ

Анотація

Статтю присвячено дослідженню так званих "блейд" серверних рішень багатопроцесорних обчислювальних систем, відповідно до яких декілька однотипних материнських модулів встановлюються в одному корпусі. Показано, що ефективність розпаралелювання обчислень таких систем істотно  залежить від багатьох чинників. Проте, один з найважливіших - це особливості пересилки даних між сусідніми вузлами багатопроцесорної системи, яка зазвичай є найповільнішою частиною алгоритму. У зв'язку з цим підкреслюється, що важливим чинником підвищення ефективності функціонування модульних багатопроцесорних систем є проблема вибору, конструювання і організації їх мережевих інтерфейсів.

Відзначається, що вказану проблему можна розв'язати за рахунок агрегації каналів мережевого інтерфейсу. Проте нині проблема агрегації каналів в модульних багатопроцесорних кластерних системах не розв'язана належним чином. З іншого боку, критично мало досліджень, в яких розкривався би вплив архітектури мережевого інтерфейсу багатопроцесорної системи на ефективність розпаралелювання обчислень.

У роботі поставлена мета  удосконалення структури мережевого інтерфейсу багатопроцесорної системи та підвищення її продуктивності за рахунок багатовимірної агрегації каналів мережевого інтерфейсу, адаптованого до розв’язування задач досліджуваного класу. При цьому проведено аналіз основних режимів роботи мережевого інтерфейсу у багатопроцесорних обчислювальних системах і виявлено їх вплив на оцінки ефективності розпаралелювання, а також показано шляхи підвищення ефективності багатопроцесорної системи за рахунок реорганізації архітектури її мережевого інтерфейсу.

Уперше виведені аналітичні співвідношення оцінок ефективності багатопроцесорної обчислювальної системи через параметри її мережевого інтерфейсу. Проведений аналіз виявлених режимів роботи мережевого інтерфейсу в модульній багатопроцесорній кластерній системі.  Визначені умови роботи комутаційної матриці комутатора в  режимі наскрізної  комутації (cut - through) з тим, щоб інформація передавалася без використання процедури буферизації. Такий підхід забезпечує передачу пакетів з найбільшою швидкістю, що призводить до поліпшення оцінок ефективності багатопроцесорної системи при організації багатоканальних режимів функціонування її мережевого інтерфейсу.

Практична цінність отриманих результатів полягає в застосуванні запропонованої багатопроцесорної системи для створення нових технологічних процесів. Окремо слід зазначити актуальність застосування запропонованого підходу для розв’язування задач цифрової економіки.