Данный курс лекций посвящен
обзору основных направлений развития архитектур современных суперкомпьютерных
систем. Будут рассмотрены компьютеры с общей и распределенной памятью,
принципы их организации, сходства и различия, достоинства и недостатки. Будут
обсуждаться архитектуры SMP, NUMA и ccNUMA, топология связи между
вычислительными узлами в коммуникационной сети, свойства различных топологий,
вычислительные кластеры, их составляющие и характеристики: узлы,
коммуникационные технологии, программное обеспечение, латентность и пропускная
способность, вспомогательные сети. Будет введено понятие векторной обработки,
скалярных и векторных команд, скалярных и конвейерных функциональных
устройств, кратко рассмотрены особенности архитектуры векторно-конвейерных
суперкомпьютеров. В каждом классе вычислительных систем выделяются
различные уровни параллельной и конвейерной обработки, а так же явно
формулируются причины, снижающие их производительность на реальных
программах. Кратко описано понятие параллелизма на уровне машинных команд: VLIW,
суперскалярность, EPIC. Немного поговорим о перспективных
направлениях развития суперкомпьютерных систем: реконфигурируемые архитектуры,
построенные на базе программируемой логики (FPGA),
data-flow компьютеры, графические
процессорные устройства, о неоднородных распределенных вычислительных средах и
их свойствах.