Mạng kết nối khối

Một phần của tài liệu Các hệ vi xử lý tiên tiến (Trang 29 - 30)

Mạng kết nối khối được hình thành sau cấu trúc n khối. Mạng n khối (siêu lập phương bậc n) được định nghĩa là một đồ thị vô hướng có 2n đỉnh với tên tương ứng từ 0 đến 2n - 1 sao cho có một cạnh giữa một cặp đỉnh bất kỳ khi và chỉ khi biểu diễn nhị phân địa chỉ của chúng khác nhau một và chỉ một bit. Một mạng 4 khối được biểu diễn trong Hình 2.17. Trong một hệ thống đa xử lý dựa trên khối lập phương, các đơn vị xử lý nằm ở các đỉnh của đồ thị. Các cạnh của đồ thị biểu diễn các liên kết truyền thông điểm-điểm giữa các bộ vi xử lý. Từ hình vẽ, chúng ta có thể thấy rằng, mỗi bộ xử lý trong mạng bốn khối được kết nối với bốn bộ vi xử lý khác. Trong mạng n khối, mỗi bộ xử lý có liên kết truyền thông với n vi xử lý khác. Như chúng ta đã biết trong một siêu lập phương, có một cạnh giữa một cặp nút nhất định khi và chỉ khi biểu diễn nhị phân địa chỉ của chúng khác nhau một và chỉ một bit. Thuộc tính này dẫn đến một cơ chế định tuyến tin đơn giản. Việc định tuyến tin (thông điệp, mẫu tin) bắt đầu tại nút i và đã định đối với nút j có thể được tìm thấy bằng cách XOR biểu diễn địa chỉ nhị phân của i và j. Nếu phép toán XOR cho ra kết quả là 1 ở một vị trí bit nhất định, thì tin (thông điệp, mẫu tin) phải được gửi đi dọc theo liên kết mở rộng kích thước tương ứng. Ví dụ, nếu một tin (thông điệp, mẫu tin) được gửi từ nguồn (S) nút 0101 đến đích (D) nút 1011, thì phép toán XOR cho kết quả 1110. Điều đó có nghĩa là tin (thông điệp, mẫu tin) sẽ được gửi chỉ theo đoạn 2, 3, và 4 (tính từ phải sang trái) để đi đến đích. Thứ tự mà các tin (thông điệp, mẫu tin) đi qua ba đoạn không quan trọng. Mỗi lần tin (thông điệp, mẫu tin) đi qua ba cạnh theo thứ tự bất kỳ nó sẽ đến đích của nó. Trong ví dụ này, tin (thông điệp, mẫu tin) có thể chọn 3 tuyến đường khác nhau, những tuyến đường này được in đậm trong hình 2.17. Các tuyến đường khác nhau không có chung bất kỳ liên kết nào.

Trong mạng n khối, mỗi nút có bậc n. Bậc của một nút được định nghĩa là số liên kết đến nút. Giới hạn trên về số lượng các đường dẫn khác nhau trong một mạng n khối là n. Siêu lập phương được gọi là một cấu trúc logarit. Điều này là do số liên kết cực đại mà một tin phải đi qua để tới được đích trong mạng n khối chứa N = 2n nút là log2 N = n liên kết. Một trong những tính năng hấp dẫn của mạng siêu lập phương là bản chất đệ quy trong cấu trúc của chúng. Mạng n khối có thể được xây dựng từ hai khối lập phương con mỗi cái có (n - 1) bậc bằng cách kết nối các nút có địa chỉ giống nhau trong cả hai khối lập phương con. Chú ý rằng mạng 4 khối trong hình 2.17 được xây dựng từ hai khối lập phương con bậc ba. Chú ý rằng việc xây dựng mạng 4 khối từ hai mạng ba khối cần tăng bậc của mỗi nút. Điều quan trọng chúng ta cũng nên biết là Intel iPSC là một ví dụ về hệ thống thương mại đa xử lý dựa trên siêu khối. Một số vấn đề liên quan đến hiệu suất của các đa xử lý siêu khối sẽ được thảo luận trong mục 2.5.

Một số biến thể của kết nối hypercube cơ bản đã được đề xuất. Trong số này là các kiến trúc chu kỳ kết nối khối. Trong kiến trúc này, 2n + r nút được kết nối theo kiểu n khối để mỗi nhóm r nút hình thành nên các chu kỳ (vòng) ở các đỉnh của khối lập phương. Ví dụ, một mạng chu kỳ kết nối 3 khối với r = 3 sẽ có ba nút (bộ xử lý) tạo thành một vòng (vòng) tại mỗi đỉnh của mạng 3 khối. Tuy nhiên, ý tưởng chu kỳ kết nối khối không còn được sử dụng rộng rãi.

Một phần của tài liệu Các hệ vi xử lý tiên tiến (Trang 29 - 30)