И. В. СУЗДАЛОВ
Научный руководитель – В. И. ЧИЖИКОВ, профессор, д. ф.-м. н.
Кубанский Государственный Университет
ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ НАПРАВЛЕНй РАЗВИТИЯ
ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИИЙ
Рассматриваются текущие разработки, направленные на улучшение производительности параллельных систем, облегчения взаимодействия с ними на уровне пользователей.
В настоящий момент приоритетными направлениями в развитии параллельных систем считаются разработки, которые в основном направлены на изучение организации работы компилятора для некой общей системы, которая, как правило, состоит из набора процессоров одной функциональности, общей или распределяемой памяти и т. п. Что привело к созданию разнообразных наборов библиотек, нескольких подходов к процессу компиляции, и, что наиболее - интересно нескольких подходов к самой классификации систем. Совокупность данных факторов существенно снижает круг специалистов, способных создавать и отлаживать программы для высокопроизводительных систем, причем сам процесс создания программ сопровождается наличием разных сложностей для разных задач на той же системе.
Данная ситуация обусловлена тем, что при проектировании системы стараются строить на компонентах которые универсальны. Разработка, допустим, процессора под конкретную область задач считается нерентабельной по нескольким причинам. Во-первых, сильно вырастает бюджет проекта, что не может устраивать заказчика, во-вторых, вырастает срок реализации проекта, т. к. прохождение всех стадий производства партии процессоров займет массу времени (разработка, проектирование, изготовление опытного образца, диагностика, доработка, производство партии), и в-третьих, возникает проблема стоимости дальнейшей эксплуатации, т. к. теряется унификация процессоров и, при выходе из строя впоследствии могут возникнуть трудности в поиске замены. Можно также отметить тот факт, что при попытке решения задач из других областей вычислений эффективность системы резко падает.
Рассмотрим предполагаемые преимущества подобного подхода к проектированию систем.
При изготовлении под известный набор операций достигается на порядок большая эффективность работы системы, чем при попытке подгонки имеющегося набора компонентов под решение. Многократно уменьшается трудоемкость процесса отладки, так, как основные задачи выглядят уже не как функции (которые компилятору предстоит правильно разместить в программе для их корректной работы, и которые, исходя из понятия функции имеют несколько операций в своем теле), а как единичные операции, выполняемые за несколько тактов. Возможность работы с такими системами специалистов непосредственно нуждающихся в данных вычисления обуславливается лишь наличием компилятора с дружественным, интуитивно-воспринимаемым интерфейсом. Отметим что написание такого “персонального для системы” компилятора не представляет огромных трудностей, т. к. основная работа сводится к анализу данной системы команд и созданию дружественного интерфейса вследствие отсутствия проблемы обеспечения совместимости с другими системами.
Обеспечение доступности для пользователей может вывести рынок систем высокопроизводительных вычислений на качественно новый уровень, такой как массовость производства. Для этого, прежде всего необходимо проявление инициативы самими производителями высокотехнологичных микросхем. Отметим, что существуют масса разработок в данной области развития передовой вычислительной техники. Это и разработки программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), и наличие почти в каждом современном процессоре микропрограммы, которая в принципе может быть изменена (откорректирована под задачу). Существует также возможность разработки некой базовой системы с возможностью размещения и группировки нескольких видов процессорных элементов и изменяемым числом элементов согласно поставленной задачи. Доказательством может послужить наличие графических и звуковых процессоров в каждом ПК.
В дополнение можно лишь провести аналогию парка вычислительной техники с парком автомобильной техники, в котором полностью отсутствует класс спец. техники.
