Multiprozessoren mit verteiltem Speicher

Allgemeine Rechnerorganisation

Nachrichtenorientiertes Programmiermodell (Message Passing Model)

Message-passing Primitive

Synchrones Message-Passing

• Sender blockiert, bis die Nachricht beim Empfänger angekommen ist.

• Ebenso muss der Empfänger blockieren, bis die Nachricht empfangen worden ist und in den gewünschten lokalen Speicher kopiert worden ist

• Bsp

  
  • A=10 wird an den Empfänger P2 geschickt
  • P2 muss blockieren, bis der Inhalt der Nachricht (10) in die lokale Variable B kopiert worden ist.

• Deadlock-Gefahr!!!!

  
  • Der Sender und der Empfänger blockieren, bis die Nachrichtenübertragung beendet ist, d.h. bis ein korrespondierendes SEND/RECV Paar ausgeführt ist
  • P1 und P2 sind blockiert bei ihren jeweiligen SEND-Primitiven, da beide auf ihr korrespondierendes RECV warten. 🤪

• Kombination von Synchronisation und Kommunikation in einer Primitive kann zu L eistungsverlust führen!

Asynchrones Message-Passing

💡 Überlappung von Kommunikation und Berechnung

• Blockierendes asynchrones SEND
  • Gibt die Kontrolle an den Sende-Prozess zurück, wenn
    • die zu versendenden Daten in einem Puffer kopiert worden sind und
    • nicht mehr durch die Berechnung verändert werden können
  • Blockierendes asynchrones RECV
    • Gibt ebenso die Kontrolle NICHT an den Empfangsprozess zurück, bis die Nachricht in einen lokalen Adressraum gespeichert worden ist
  • Nichtblockierende asynchrones Kommunikationsprimitive
    • Die Kontrolle wird SOFORT an den Sende- bzw. Empfangsprozess zurückgegeben und der Datentransfer läuft im Hintergrund
  • Probe-Funktionen
    • Prüfen ob Daten vom lokalen Adressraum des Senders in einen Puffer kopiert worden sind, bzw. ob der Empfänger die Daten kopiert hat

Message-passing Protokolle

Sender-initiiertes Message-Passing Protokoll (synchron): Drei-Phasen- Protokoll

Empfänger-initiiertes Message-Passing Protokoll (synchron)

Hardware-Unterstützung für Message-passing Protokolle

Software-Overhead

Hardware-Support für Message-Passing: DMA

Hardware-Support für Message-Passing: Kommunikationsprozessor