병렬처리컴퓨터의개념

목차

병 렬 처 리 컴 퓨 터 의 개 념
▲ 병렬처리(Parallel Processing)
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10-01
▲ 병렬처리 시스템의 종류
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10-02
 메모리 구조에 따른 분류
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10-03
 프로그램 실행 방식에 따른 분류(Flynn의 분류)
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10-03
 처리 노드들의 동질성 여부에 따른 분류
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10-05
 상호 연결망의 특성에 따라
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10-05
▲ 병렬처리 방법
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10-06
 파이프라인 처리
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10-06
 배열 처리기(array processor)
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10-06
 다중 처리기(multiprocessor)
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10-07
 벡터 처리기(vector processor)
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10-08
▲ 병렬처리 컴퓨터(SPACE-Series)
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10-09
 개 요
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10-09
 병렬처리 컴퓨터의 필요성
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10-09
 병렬처리 컴퓨터의 기능
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10-09
 과학 / 연산용 병렬처리 컴퓨터
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10-09
▲ 결 론
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10-10
▲ 참고문헌 / 인터넷 사이트
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10-10

본문내용

처리기에게 할당하여 동시에 수행되도록 함으로써 실행 시간을 줄이는 것과 여러 작업을 동시에 처리하여 전체 처리율을 향상시키는 것이다.
각 처리기에 자신의 제어 장치가 있어서 자율적인 실행이 가능한 두 개 이상의 처리기로 구성되고, 처리기들은 여러 자원들을 공유할 수 있으며, 전체 하드웨어 시스템은 단일 운영 체제에 의해 운영되는 특징이 있다.
처리기 간의 통신은 공유 기억 장치를 통하여 간접적으로 또는 처리 기간의 인터럽트 회로망을 이용하여 직접 이루어진다.
공유 기억 장치형
각 처리기가 사용하는 기억 장치가 전역적인(global) 공유 기억 장치로 구성되고, 각 처리기와는 내부 연결망에 의해 통신이 이루어지게 한다.
장점 : 메시지를 보내는 데 필요한 지연 시간을 고려하지 않아도 된다.
단점 : 데이터 접근과 동기화 및 캐시 일관성(cache coherence) 문제 등의 발생을 고려해야 한다.
분산 기억 장치형
각 처리기에서 지역 기억 장치를 가지고 있으며, 처리기 사이의 통신은 메시지 전송을 통하여 각 지역 기억 장치 사이에 데이터 전송이 이루어지게 한다.
<다중 처리기를 가진 컴퓨터>
벡터 처리기(vector processor)
벡터 처리기의 처리 방식
벡터 처리기는 다중 파이프라인 기능 장치의 특성을 이용하여 벡터나 스칼라 등의 산술 연산 및 논리 연산을 고속으로 수행한다.
시스톨릭 알고리즘 사용(systolic algorithm) : 신호, 화상 처리와 갈은 특별한 응용에 사용하기 위해 개발되었다.
비용, 성능면에서 우수, 응용의 한계성, 프로그램의 어려움이 있다.
벡터와 배열 처리기의 비교
벡터 처리기
파이프라인을 기준으로 한 선형적인 형태가 병렬적 구조로 모여서 구성, 처리기와 기억 장치 사이의 인터페이스는 단일 데이터 대열(stream)만 존재한다.
공유된 기억 장치와 레지스터를 이용, 기능 장치 간의 통신은 불가능하며, 인터 페이스에는 단일 데이터 대열만이 존재한다.
배열 처리기
범용적인 연산 장치인 PE가 여러개 모여서 병렬적으로 처리. 데이터 공유와 통신에 대한 측면
PE들 사이의 직접적인 전송이나 공유 기억 장치에 의해 이루어지며, 통신은 공유 기억 장치 없이 직접 이루어진다.
▲ 병렬처리 컴퓨터(SPACE-Series)
개 요
IT 기술의 발전으로 저 가격 고성능의 서버와 고성능의 네트웍 기술을 접목하여 고비용의 수퍼컴퓨터를 대체할 수 있는 범용적이며 시스템의 안정성과 신뢰성을 보장하는 병렬처리 수퍼컴퓨터로 고성능 프로세서와 초고속 네트워크를 이용한 범용 컴퓨터들을 클러스터링 하여 구성한 수퍼컴퓨터이다.
병렬처리 컴퓨터의 필요성
고성능 / 저가격 범용 프로세서 개발 및 성능 향상
고성능 Interconnection 네트웍 장비의 범용화(Myrinet, Gigabit Switch, SCI 등)
SMP서버의 보편화 및 성능 향상으로 클러스터의 성능 향상
세계 병렬처리 수퍼컴퓨터의 지속적인 증가(2000년 23대 2001년 46대)
병렬처리 컴퓨터의 기능
프로세서들 간의 데이터 교환
하나의 문제를 여러 개로 분할하여 프로세서들이 나누어서 처리하기 때문에 필요한 기능
시스템 공유 자원의 상호 배타적 사용
프로세서들이 기억장치나 입출력 장치와 같은 시스템 자원들을 공유하는 과정에서 중복 사용되지 않도록 하기 위하여 필요한 기능
프로그램 시작 시간의 동기화
동기식 병렬 알고리즘을 처리하는 과정에서 각 계산 주기마다 프로세서들의 처리 시작 시간이 일치되도록 하기 위하여 필요한 기능
과학 / 연산용 병렬처리 컴퓨터
컨설팅 서비스
시스템 기획, 설계, 제작, 성능 향상 등 통합 컨설팅 수행
기존 시스템 개선 및 신규 시스템 구축에 대한 진단 및 정책 수립
시스템 통합화 및 시스템 운영 컨설팅, 통합운영체제 구현
제작 / 판매
다양한 성능의 모델 개발 지원(소규모∼대규모 시스템)
과학 / 연산 및 특수 목적에 맞는 클러스터링 시스템 구축
업무특성을 고려한 가격 대 성능의 경제적, 효율적인 시스템 제공
특 징
저가격의 고성능 시스템 구축(기존 수퍼컴퓨터의 1/3 수준)
Network 연결만으로 시스템 확장성, 사용의 편리성, 유지보수 비용 절감 등 IT 투자비용 최소화
시스템 통합운영의 자동화 : 통합 시스템 제어 및 모니터링(Remote power on/off, 노드 제어 및 모니터링 수행, 소프트웨어 설치 및 분배 자동화
▲ 결 론
병렬처리에 대해서 조사를 하면서 제가 신경을 쓰지 못했던 컴퓨터의 많은 부분을 알게되었습니다. 그동안 컴퓨터의 사양에만 신경을 썼지 어떤방식으로 구성이 되어있는지는 신경을 쓰지 않았습니다. 컴퓨터에서 시스템이나 프로그램을 병렬처리로 구성하였을때 수행시간이나 속도가 최적화가 된다는 것을 알았습니다.
하지만 좀더 나은 시스템을 구축하기 위해서는 병렬처리 시스템의 통상적인 문제점을 인식해야 할것입니다. 병렬처리 시스템들은 종종 병렬성에 대한 지나친 집착으로 의미없는 병렬화를 수행하고 성능 저하를 겪곤 합니다. 일반적으로 특정 분할의 정확한 실행시간을 예측하거나 통신 시간을 예측하기란 매우 어려우므로, 우리가 어떻게 최고의 성능 향상을 얻을 것인가에 집착하지 않고, 프로그램의 실행시간을 어떻게 줄일 수 있을까의 문제에 집중한다면 좀더 나은 시스템을 구축할수 있을것입니다.
▲ 참고문헌 / 인터넷 사이트
인터넷 컴퓨터 용어사전(http://www.terms.co.kr/)
[논문]이기종 컴퓨터로 구성된 병렬처리 시스템(1999), 권대석, 서울대 대학원
컴퓨터 교육 전문사이트(http://www.helloec.net/)
영남대학교 이공대학 김명호 교수님 홈페이지(http://kmh.yeungnam-c.ac.kr/)
(주)포스데이타 리눅스병렬처리개발팀 홈페이지(http://cluster.posdata.co.kr/)
컴퓨터구조 및 설계, 박명순, 사이텍미디어
컴퓨터구조 설계(VHDL코딩을 중심으로), 이강현, 대영사
컴퓨터 구조원리, Miles J.Murodocca 외, 피어슨에듀케이션코리아
전자계산기 일반 및 컴퓨터구조, 이재수 외, 한올

키워드

분산병렬처리,   병렬처리컴퓨터,   병렬처리,   분산병렬