Архитектуры LIMA SMP с шинной организацией

На рис. 18.3 приведена структура мультипроцессора с одной шиной. При считывании слова из памяти выполняются следующие действия:

• • сначала процессорный элемент ПЭ проверяет, свободна ли шина;
• • если шина занята, ПЭ ждет, когда она освободится;
• • если шина свободна, ПЭ помещает адрес нужного слова на шину, устанавливает необходимые сигналы управления и ждет, когда память поместит слово на шину.

Поскольку производительность системы ограничивается пропускной способностью шины, при наличии большого количества ПЭ многие из них при отсутствии кэш-памяти будут простаивать. Наличие кэш-памяти в какой-то мере устраняет этот недостаток, разгружая шину благодаря запасу хранящихся в ней предварительно выбранных из памяти слов. Единица передачи и хранения кэш-памяти называется строкой кэш-памяти. Обычно строка кэш-памяти равна 32 или 64 байтам.

Еще одна возможность повышения производительности — введение в ПЭ собственной (локальной) памяти. Чтобы оптимально использовать такую конфигурацию, компилятор должен поместить в локальные модули памяти весь текст программы, цепочки, константы, другие данные, предназначенные только для чтения, стеки и локальные переменные. При этом общая память используется только для общих переменных. В большинстве случаев такое размещение сокращает количество данных, передаваемых по шине, и не требует активного вмешательства со стороны компилятора.

Использование только одной шины ограничивает размер мультипроцессора небольшим количеством (32, 64) процессорных элементов. Для устранения этого недостатка используется другой тип коммуникационной сети.