第八章 并行处理机和多处理机

  (2) 机群系统的特点
  机群系统之所以能够从技术可能发展到实际应用主要是它与传统的并行处理系统相比有以下几个明显的特点:

  1) 系统开发周期短。由于机群系统大多采用商用工作站和通用LAN网络, 使结点主机及系统管理相对容易,可靠性高。开发的重点在通信和并行编程环境上,既不用重新研制计算结点,又不用重新设计操作系统和编译系统,这就节省了大量的研制时间。

  2) 用户投资风险小。用户在购置传统巨型机或MPP系统时很不放心,担心使用效率不高,系统性能发挥不好,从而浪费大量资金。而机群系统不仅是一个并行处理系统,它的每个结点同时也是一台独立的工作站,即使整个系统对某些应用问题并行效率不高,它的结点仍然可以作为单个工作站使用。

  3) 系统价格低。由于生产批量小,传统巨型机或MPP 的价格都比较昂贵,往往要几百万到上千万美元。工作站或高档PC机由于它们是批量生产出来的,因而售价较底。由近十台或几十台工作站组成的机群系统可以满足相当多数应用的要求,而价格却比较低。

  4) 节约系统资源。由于机群系统的结构比较灵活,可以将不同体系结构,不同性能的工作站连在一起,这样就可以充分利用现有设备。单从使用效率上看,机群系统的资源利用率也比单机系统要高得多。UC Berkeley计算机系100多台工作站的使用情况调查表明,一般单机系统的使用率不到10%,而机群系统中的资源利用率可达到80%左右。另一方面,即使用户设备更新,原有的一些性能较低或型号较旧的机器在机群系统中仍可发挥作用。

  5) 系统扩展性好。从规模上说,机群系统大多使用通用网络,系统扩展容易;从性能上说,对大多数中、粗粒度的并行应用都有较高的效率。清华大学计算机系研制的可扩展机群系统上测试的结果表明8台工作站的加速比可以达到5.83-7.9,并行处理的效率为72.88%-99%。

  6) 用户编程方便。机群系统中,程序的并行化只是在原有的C、C++或Fortran串行程序中, 插入相应的通信原语。用户使用的仍然是熟悉的编程环境,不用适应新的环境,这样就可以继承原有软件财富,对串行程序做并不很多的修改。