05.07 · 2002. 7. 5. · 05.07.2002 3 jr - ra - ss2002 kap. 6 5/14 " ' " 5 % !# g f ⇒ h #! ) $ %...

21
05.07.2002 1 JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/1 JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/4 JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/5 JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/6 P1 Cache M1 P2 Cache M2 P3 Cache M3 P4 Cache M4 Verbindungsnetzwerk

Transcript of 05.07 · 2002. 7. 5. · 05.07.2002 3 jr - ra - ss2002 kap. 6 5/14 " ' " 5 % !# g f ⇒ h #! ) $ %...

  • 05.07.2002

    1

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/1

    ���������

    ❚ ����������

    ❙ ����� ��������� ��������� �����������������

    ❚ �����������������

    ❚ ���������������

    ❚ �����������������

    ❚ ������������

    ❚ ���������������������� ���

    �� ����������������������

    ��� ���������������������

    ��� �����������������

    ��� ������

    ��� �������������

    ��� �!"#��"$��%

    �� �������������������������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/4

    ������� � ��������� ��������� ��������

    ❚ ������������ �� �������� �� ���� ����

    ❙ ������������ ���� �� ����������� ����

    ❙ → ��������� ������� ��� �� ��

    ❚ ������������ �� ���������������� ���� �� ����

    ❙ ��������� ��� ���������������������

    ❙ �� ��������

    ������ → ������������ �����������!

    ❚ ����������� ��� "����� �� #�$��$������ �� ��� "��$������� ���%

    �� ����

    ❙ &� '���������� ��� (�������� &������)�����

    ❙ → ��� ����� ����� !!" ��� #�$��� �%� ������

    ❚ ������������ �� ���)���������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/5

    ������� ��� ����� ���� ��� ���� ��������������

    �����

    ❚ ���������� ������

    ����� ������� �� ����� �������� ��� �������� ��������

    ���� ������� �� ��� ����� ������� ����� ������� ���

    �������� ������ ��� ���� �������� ���

    �������� ����� ���� �!"� !# ����������������

    ❚ ����������������

    ����� ������� ���!��� �� ����� �������� �� ��� ���

    �������� ������� ���

    �� ������� ��� $�����%��� �!���� #��

    �� �������� ��������

    �������� ����� ��!���&�������' "� ����� �������� ������������

    �! �� ������� �����!� "����� $�������������� ���� ����� ��

    ��%�� (����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/6

    ���������� �� �������������������

    �������

    ❚ ������� ��� )����������"�% �� ��%����������

    ❙ *���!! �! !���� ��%�� ������� ���� �+�����

    ❙ $�����%��� ���� ������� �� ��������

    ❙ ���� �����%������ �%����

    %���

    P1

    Cache

    M1

    P2

    Cache

    M2

    P3

    Cache

    M3

    P4

    Cache

    M4

    Verbindungsnetzwerk

  • 05.07.2002

    2

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/7

    ���������� �� �������������������

    ������� ��

    ❚ ����������� ,������������ ��,� - ��

    �� ����� ���������

    ❙ �������� ������������ �������

    ❙ ����� �������� ��� �����%����� ��������� �������

    ❙ .���%��� �� �����������!!����� ���� ��%�� (����

    ❙ /, �/�!��&,����& �����&,������

    ❙ �������� (���&$��0��

    ❙ ���������� �12 (������' �� �������

    P1

    Cache

    P2

    Cache

    P3

    Cache

    P4

    Cache Speicher

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/8

    ���������� �� �������������������

    ������� ��

    ❚ )������� �������� ������� ���,-���������� ��

    �� ������

    ❙ ��%�� �������������

    ❙ �������� ��3��

    ❙ �/, ���&/�!��&,����& �����&,������

    Beispiel�

    ���� ��

    Verbindungsnetzwerk

    P1

    M1

    P2

    M2

    P3

    M3

    P4

    M4

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/9

    ���������� �� �������������������

    ������� ��

    ❚ )������� �������� ������� ��� ��%��� (���

    ❙ ��%�� �������������

    ❙ �������� ��3��

    ❙ *���!! �� �������� #�� ������������ (���

    ❙ ��&�/, ����� ������ �/, �

    ����������

    � ����� ���

    ������ ������

    Verbindungsnetzwerk

    P1

    M1

    Cache

    P2

    M2

    Cache

    P3

    M3

    Cache

    P4

    M4

    Cache

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/10

    ���������� �� �������������������

    ������� ��

    ❚ (���&4��&,����& �����&,����� �(4, � ,�����

    ❙ �� ���� %��� 5����������' ���� � (����������

    ❙ ������ "����*+������)� ,������� ��� -���� �����(��� "�����

    P1

    Cache

    P2

    Cache

    P3

    Cache

    P4

    Cache

    ����������

    �� ���

    Verbindungsnetzwerk

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/11

    ��������� �� ������������������

    �������

    ���� ��� ����������� ��������������

    ❙ ���������� ������� �������� �����������

    ❙ ���������� ������� ���������� ����������

    ❙ �������������� ������� ���������� ����������

    ���� ��� ����������� ��� �����������

    ❙ �������� ����������� ���� ����������� ���� ����

    ❙ �������� ����������� ����������� ������ ��� ������������������������

    ��� ��� ���������� �������� ��������������

    ❙ ���������� ����������� ��� ����������� ���� ��� ����� !���� ���"���� ������������� �����������

    ❙ �������������� ����������� �� ��� #������ ��� ������

    ��� ��� ���������������� ��� �����������

    ❙ ���� ��������� ����������� �������$ ��� ������������ !������

    ❙ ��� ��������� ����������� �"��$����� ��� !�����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/12

    ����� ��

    �� ����� ���

    ❚ ������� �� ��� !������� �� "�������

    ❙ #$ %���� #������� ����' ���� $� �����

    → ����� (������

    ❙ #&$ ����� #������� ����'&������� $� ������→ )�%��

    ���� ��6� (�&7 �789:�' (�&; �78

  • 05.07.2002

    3

    �� ���

    ���������������������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/14

    Verbindungsstrukturen

    ❚ �� "��� ���������� '���� �"����� �� �������� ��� ��� ��

    5�����%�� !# ��� G������ ��� �

    �����F�������� ��������

    ⇒ ���� H���� ������ ��� !# �

    ���������� ��������❚ )��������� $�����%�������%��� ���������� ���� �����������

    ��� $���� �� ��� G�������

    Beispiel:VollständigerVerbindungsgraph

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/15

    ������������ �� ������������

    ❚ Die Topologie eines Parallelrechners/Netzwerkeswird durch einen abstrakten Graphen G=(V,E)dargestellt, mit

    ❙ V = { 1, ... , n } Menge der Knoten, d.h. derProzessoren bzw. Schaltelemente

    ❙ E ⊆ { {a,b}; a,b ∈ V }, die Menge der Kanten,d.h. der Verbindungen

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/16

    ��������������� ���� ��������������

    ❚ ����������� ��� ������������ ������ ��� �� �������� ���! ���� ���� ��!�� ��� �� ��� �� "�������� ����������� ������ ��

    ❚ �������������

    ��� #����� ��� ������� �� �� ��!�� �� �������� ���� �� �� #���� !� ���� #���� ������

    ❚ ������� ��� ���������$�%��� �����! ��� �� #������&���� !���'��!������ ��� �� ��!�� �� �������� �� ����������� ���� ������ �� �(����� ��� �� ���%���� '���)� !������ !�� #�����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/17

    ��������������� ���� ��������������

    ❚ !������"��#��� �� �������� �������$*�� � ��)+� � �������� ������ �)��� ���� ���� ������(��������

    ❚ ������� $����������$#��! ����� ��)� � ��� �� �������� � ����������� ���!� ���� ���������

    ❚ ���#������*�� �������� ���! ��+� ���#������%���& ���� ,� ������� �������� !������ �� '��!����� ���!������ �� '��!����� ��� "(����� ����)� � ������� ������� �������� � �� ����� ���� &���

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/18

    ��������������� ���� ��������������

    ❚ '�(��������#��� $�����(��!����� &-��� � ��!�� �������� ��� ��� ���������((��� �� ��!�� �� '��!����� ������� ����

    ❚ �#��������#��� $.)�� &��� �� ��������� *� ������� ���������� ���!� ��� �� ����� � *��-��� ��#����!�� ��!�������

  • 05.07.2002

    4

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/19

    ��������������� ���� ��������������

    ❚ )��%����������* ��� !�����* $�������� � !������ #���� ���� ����� ��� ���� !�������� ��� ��!�� *���� �� ��!�/"��������� ����� �0 ������� *�� �������������! ���� ��� !������ ,�� '

    � �� #������������ ��� !����� �������� 1 ������������ *� ������ ��� "2����� �� ������ ��!���#��(����� ���� ��� 3� ��� ���&����������� !������� ��� ��� ��� �������� ������ � ���� ���������� �������� bezeichnet.

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/20

    ��������������� ���� ��������������

    ❚ ������* oder +�������������������:Die maximale Übertragungsleistung des Verbindungsnetzesoder einzelner Verbindungen, meist in Megabits proSekunde (MBit/ s).

    ❚ ����������� ��� ,%���������oder-���%����:die Art, wie der Weg einer Nachricht vom Sender- zumZielknoten berechnet wird. Die Wegefindung sollte einfachsein, um mittels eines schnellen Hardware- Algorithmus injedem Verbindungselement implementierbar zu sein. Zueiner Verbindungsstruktur kann es mehrereWegefindungsalgorithmen geben.Unterscheidungsmerkmale

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/21

    ��������������� ���� ��������������

    ❚ Bei �������� .��*� existieren fest installierteVerbindungen zwischen Paaren von Netzknoten.

    ❚ ������ .��*� enthalten eine Komponente„Schaltnetz“, an die alle Knoten über Ein- und Ausgängeangeschlossen sind. Direkte fest installierte Verbindungenzwischen den Knoten existieren nicht.

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/22

    ��������������� ���� ��������������

    ❚ -���(����� .!/ (�0 ���∈ � 1 2���� ��� �3�)����� ������ ��� � ���� �4

    ❚ .��� .! / (�0 �∈ � 5 1 � ∈ '6 1���4 ∈ 7 4 5❚ ,�)��� ��� $�8����������� '��������� .! / 5 7 5

    ❚ (���(��� �����������������9���� (�� ��� :��) �� )��� ���������! ������ ���;� #������ , ���� �� ��; ��� ,�)��� ��� +����� � )������� , �� � (���(�� ���� ������ � ��� (���(��� ����������������)�������

    ❚ -��������������� � / ����� ���� +����� �� , ������ ���� :�������� �� +����� ��� �� (�������

    ❚ +����������������� + .! /.��� .! ? (�0 -���(����� .!�-��������������� .!!

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/23

    ����������� ��

    ���������������������

    Netzwerke

    statisch dynamisch

    Bus Kreuzschiene Schalternetzwerk

    einfach

    mehrfach

    hierarchisch

    eindim.

    zweidim.

    dreidim.

    höher dim.

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/24

    ��������� ���������������� �����

    ❚ Kette

    ■ Durchmesser = n-1

    ■ Grad = 2

    ■ |Verbindungen| = n-1

    ■ e = 1

    ■ d = n

    ■ K = 2n

    Großer Durchmessersehr fehleranfällig

  • 05.07.2002

    5

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/25

    ��������� ���������������� ����

    ❚ ������������� ������� ��������

    ■ Durchmesser = 1

    ■ Grad = n-1

    ■ |Verbindungen| = n(n-1)/2, keine „Kollisionen“

    ■ e = (n/2)2

    ■ d = 4/n

    ■ K = (n-1)*max(1,4/n)=n-1 n>4

    Zu teuer wegen dem großen Fanout

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/26

    ��������� ���������������� ����

    ❚ ����

    ■ Durchmesser = 2

    ■ Grad = n-1

    ■ |Verbindungen| = n-1

    ■ e = n/2

    ■ d = 2

    ■ K = (n-1)*max(2,2)=2*(n-1)

    Zentraler Knoten ist Flaschenhals

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/27

    ��������� ���������������� ����

    ❚ !���

    ■ Durchmesser = n/2

    ■ Grad = 2

    ■ |Verbindungen| = n

    ■ e = 2

    ■ d = n/2

    ■ K = 2*max(n/2,n/2)=n

    Beispiel für Ring: Token-RingEs kreist ein sogenanntes Token(spezielles Paket).Ein Rechner darf nur dann senden, wenner das Token besitzt.

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/28

    �������� � ����������� � �������������

    (��������������

    ❚ Ring-Topologie

    ❚ Besteht aus zwei gegenläufigen Ringen→ �������������� ���

    ❚ ��� ������� �� ��� ���������

    [Copper / Fiber Distributed Data Interconnect]

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/29

    ������������� ��� �������������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/30

    ��������� ���������������� ����

    ❚ )$ *�����

    ■ Durchmesser = a+b-2

    ■ Grad = 4

    ■ |Verbindungen| = a(b-1)+b(a-1) = 2ab - a - b

    ■ e = min(a,b)

    ■ d = ab/min(a,b)

    ■ K = 4*(a+b-2) a>1, b>1

    a

    b

  • 05.07.2002

    6

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/31

    ��������� ���������������� ����

    ❚ &�� �����0������� 1�����

    ■ Durchmesser = n1/2

    ■ Grad = 4

    ■ |Verbindungen| = 2n

    ■ e = 2n1/2

    ■ d = n1/2/2

    ■ K = 4*n1/2

    Typischer Vertreter war das Transputer-Netz von INMOS

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/32

    ��������� ���������������� !����

    ❚ ����� �� ��&��������� I#!���

    ■ Durchmesser = log n

    ■ Grad = log n

    ■ |Verbindungen| = (n log n) / 2

    ■ e = n/2

    ■ d = 2

    ■ K = (log n)2

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/33

    �!�!�!�!""""������������!!!!####������������������������

    ❚ Die Knotennummern werden als Binärzahlengeschrieben, dadurch unterscheiden sichbenachbarte Knoten in genau einer Stelle, diezudem die Richtung der Verbindung angebenkann.

    ❚ Eine einfache Wegewahl:die Bits in Start- und Zieladresse werden mittelseiner XOR- Verbindung verknüpft und dasResultat bestimmt die möglichen Wege.

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/34

    �!�!�!�!""""������������!!!!####������������������������

    ❚ 8�� �� ��������� �� ������ ����� �� ��������� ������9�������� ��� #��� :5��(������� �� /#����; #����;0

    ❚ 5��(��$ � : /?@?0 ��� 5 :/@@@0

    000

    010 011

    001

    100 101

    111110

    010 xor 111 = 101

    Y-Achse X-Achse

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/35

    ��������� ���������������� !����

    ❚ ( �� (�������� (��� �(((�

    ■ d = Dimension

    ■ r = Anzahl Knoten in Ringen

    ■ häufig: r=d

    ■ |Knoten| = 2d*r = n

    ■ Durchmesser = (r/2)*d

    ■ Grad = 3

    ■ |Verbindungen| = (d*dd)/2 + 2d*r

    ■ e = 2d/2

    ■ d = 2r

    ■ K = 3*(r/2)*d für d > 4, 6r für d < 4

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/36

    "�������� ���������������

    ❚ � �

    ■ Ein Bus läßt sich als Stern modellieren, wobei der zentrale Knotenaber kein Prozessor ist, sondern der zentrale Bus.

    ■ Gleiches „Flaschenhalsproblem“ wie bei Stern.

    Topologie versagt bei den heutigen Technologien bei grossem Datentransfer zwischen den Prozessoren

  • 05.07.2002

    7

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/37

    �������� � ���������� �������

    (��������������

    ❚ �����������

    ❚ �� � ��� ��� � �����

    ❚ ��

    �!"���� �� ��

    �"#$� %�� ������� ���

    ❚ &�'� ���#"��'�"( ��� ����� �� )

    ❚ *+����, �'��"�

    � -�" �� Bridge �� �" .����� %"�����/�� �� &�'�"�'�� ��" ��� %"��"�

    Übertragungsvorgang❚ &�'�"�'�� �"�� �� ��

    ��" +��� �"�� 0�� ��

    ���

    Headerinformation �� ���������� ��� �������������

    ❚ 0�" �'��" ��"'� �� ��� ��� ������ �� ��

    / �� ��� .�"��

    "���

    ❚ 1������� %�� ��""� ���"� �"�� "�����

    ❚ 2�� 1������/ ���� ���" "��" ���%"��'�

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/38

    $������� � %������������

    ❚ ���������

    ❚ 9����������� ��

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/39

    "�������� ��������������� ��

    ❚ Crossbar Switch

    meist verwendete Struktur bei Parallelrechnern mit gemeinsamen"nichtverteilten" Speicher

    entspricht

    CPU 0CPU 1CPU 2CPU 3CPU 4CPU 5CPU 6CPU 7

    S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7

    Verbindung

    keineVerbindung

    Nachteil: n⋅m Crosspoints

    entspricht

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/40

    &��������������'����

    ❚ ������� �� ���� ������� �� #��!������

    ❚ ��� ��� �� 7���������� /A 7���)�� : @ 5��0$

    ❚ '��������$ ( *�� )� ���� (���� �� (��� )� ������ /*�� )� ���� (�������0

    ❚ *������� � �������� ��� ���& &�((�� ��!

    ❚ > ��)�6��� ��)� '�����������!��&

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/41

    &��������������'����

    ❚ ��������������� '����� ���

    ��)

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    Perfect shuffle:PS(n) = 2 * n for n < N/2PS(n) = 2 * n - N + 1 for n >= N/2

    M(an,...,a1) = an-1, ... , a1,an

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/42

    &��������������'����

    ❚ -���������������

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    K(an,...,a1) = a1, an-1, ... , a2,an

  • 05.07.2002

    8

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/43

    &��������������'����

    ❚ ���������������

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    T(an,...,a1) = an ,an-1, ... , a2,a1

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/44

    &��������������'����

    ❚ :���������������� '�������)

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    U(an,...,a1) = a1, a2, ... , an-1,an

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/45

    "�������� ��������������� ��

    ❚ Omega Netzwerk ���� ���!� �� ,��������������

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    1A

    1B

    1C

    1D

    2A

    2B

    2C

    2D

    3A

    3B

    3C

    3D

    PROZESSOREN

    SPEICHER

    ... besitzt nur n/2 log n Schalter

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/46

    "�������� ��������������� ��

    ❚ ���� ������

    ❙ ��� ����� ����� ����� �������� ��� ��� %&�����

    ❙ ��� ������ ����� ����� �������� ��� ��� '&�����

    ❙ ��� ������� ��� ����� � ������� ���� ��� �&��� (�� ��� )����������

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    1A

    1B

    1C

    1D

    2A

    2B

    2C

    2D

    3A

    3B

    3C

    3D

    PROZESSOREN

    SPEICHER

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/47

    "�������� ��������������� ��

    ❚ ,���� �������

    ❙ ���� *��� +������$����� ��� ��������� �,���� ��� ���� ����)����������� �������� ���������� ���� -blocking network.

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    000

    001

    010

    011

    100

    101

    110

    111

    1A

    1B

    1C

    1D

    2A

    2B

    2C

    2D

    3A

    3B

    3C

    3D

    PROZESSOREN

    SPEICHER

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/48

    (���!)���'���

    ❚ ��� � ����

    ❚ ��������������

    ������ �� ����

    ❚ ������ �� ���� �

    ��� ��� ���� ��

    ���������� ��� ��

    ����� � � ��

    �������� ��

    ��������

    ❚ ���� �� ���� ���

    ���������� ��� ��

    ��� ��� !�"����

    000001

    010011

    100101

    110111

  • 05.07.2002

    9

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/49

    %��������!)���'���

    ❚ ��� � ����

    ❚ #�$������������

    ������ �� ����

    ❚ ������ �� ���� �

    ��� ��� ���� ��

    ���������� ��� ��

    ����� � � ��

    �������� ��

    ��������

    ❚ ���� �� ���� ���

    ���������� ��� ��

    ��� ��� !�"����

    000001

    010011

    100101

    110111

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/50

    %���!)���'���

    ❚ %�� � ����

    ❚ #�$������������

    ������ �� ����

    ❚ ������ �� ���� �

    ��� ��� ���� ��

    ���������� ��� ��

    ����� � � ��

    �������� ��

    ��������

    ❚ ���� �� ���� ��

    �������������� ���

    �� ��� ���

    !�"����

    000001

    010011

    100101

    110111

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/51

    *���!#������ &�������

    0

    1 000001

    010011

    100101

    110111

    0 1

    1

    000001

    010011

    100101

    110111

    Butterfly Banyan Delta

    ❚ Zieladresse liefert Wegeinformation

    ❚ jede Stufe betrachtet das korrespondiesernde Bit derZieladresse

    ❙ @%A ������� :�������� �� ��� ����� ,�����

    ❙ @�A ������� :�������� �� ��� ������ ,�����

    0

    0

    1 000001

    010011

    100101

    110111

    0

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/52

    %���+ )���'���

    000001

    010011

    100101

    110111

    ❚ B ��� � *� =����

    ❚ &��((�������)� �� )��� ���$������� �������8*:��)������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/53

    �����!"��� �� ��� &%����

    ❚ (������

    ❙ B� '�������� &�� &�����&���� ������ ����

    ❙ ������ $ !�� 5������2���!��& �� "�� �������� ��� *� ������C

    ❚ "������2

    ❙ �� '���������� ��� ��� &��(�% ��� ��+����� ������� ����� ����� ����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/54

    ��������������

    ❚ ,�#��01���������� ����������

    ❙ Nachricht wird in ein oder mehrere Pakete verpackt

    ❙ Jedes der Pakete enthält die Adresse des Empfängers

    ❙ Es wird kein Pfad vom Sender zum Empfänger freigeschaltet

    ❙ Das Paket wird in Abhängigkeit der Empfängeradresse immernur zu einem direkten Nachbarn geschickt.

    ❚ $������1���������� ����������

    ❙ Es wird im Netzwerk ein Pfad vom Sender zum Empfängergeschaltet, über den alle Nachrichten geschickt werden ( Bsp:Telefonverbindung)

  • 05.07.2002

    10

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/55

    ������������������� ����������

    ➚ "����� 4���� �� ����� ����� �

    ➘ �������� '�� ����&��� ��� �������� �

    Sender 1

    Sender 2

    Sender 3

    Empfänger 1

    Empfänger 2

    Empfänger 3

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/56

    ����������������� ����������

    ➚ #�� �������� ���� �� ����

    ➘ 3��������� � �)���� ��� 4���� �� �- ����

    Sender 1

    Sender 2

    Sender 3

    Empfänger 1

    Empfänger 2

    Empfänger 3

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/57

    $����������������

    ❚ zielbasiert / ������������� ������ 0$#�(���� ��� '&�� /��� ��� ��������0 ���� ���

    ��� �2������ ������ � *�(�)� ���������� �� �� �� 1 ������ �� ,��7��&���� !�� ������ ��� 4���� �� �&��� ���!� ����

    ❚ quellenbasiert / ����������� ������ 0$'&� ���� ��� ��� D���������� ����� �� ����� 7������&���� !�� *�(�)� � !� �� �� .��,�� 7������&���� ���� �� ���� �� ��!�� �� �������� �� �� '&� ���� �����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/58

    ,���'-�

    ❚ DeterministischeWegewahl:��������� !������ !�� #���� ����� ���� �� ����� 1 ��❙ '������� ��������� ������������

    ❙ :��������� ���D���� ED��������� ) ������������� E����� ��>������������)�

    ❚ )�����1� -���(���$�- ����&�� ��� ��� 1 !� �����

    ❙ :�������� 7���� �D����� #�������*,������

    ❙ '������� ���������� =������� �� ����������� +����� ����=��������(���� �D���� (������ �������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/59

    ���������������������

    ❚ $�������������� -��������$�� 1�� ����� ;�$�� !����� ��� �����$��������

    ❚ ���$��������� -���������� ���������� ������� $�� ����������� #��$����/����� �������$����� �����

    ��

    ❙ Beispiel: Valiant-Paradigma❘ F��� ) ����� )�������� &��������������

    ❘ F��� ���� ���� )( &���

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/60

    '"� ��� (�����������

    ❚ Eine Nachricht selbst wird in eine Anzahl von+����������������� / ���� E ������� ������������ E ��� ��� ���� E ���� �������

    ��� E ����0!�� ��

    ❚ *�� Phit ��� ��� �� ���(������� �� !� ���7��(��&� !������ !�� #���� ����� � ����&���

    ❚ 5� �� �������������� �� !������ ������������� "���� ��� *�(�)� �&���� ���� '�����-�� �

  • 05.07.2002

    11

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/61

    '"� ��� (�����������

    ❚ 5� �� 7�������(������ ���� �� #���� ������� �� ��� ��� '���� ����� ����)����

    ❚ ��� ������ ����� �� !��)�!���� �����0��������/ ���� ������� 0 !�5� ���

    ❙ spezielle Leitungen (z. B. ��� - oder �����-Leitung) vomempfangenden (Zwischen-)Knoten zum sendenden (Zwischen-)Knoten

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/62

    ���������������

    ❚ �����0��0%��(���03����$�������� ���� �� ,�� 7������&���� �� *�(�� ������ �����)��� !������ �(����� ��� ������� ����� �

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/63

    ���������������

    ❚ �������0��0�������03����$

    ❙ :�������� ���� ��� +���� ��� ����� �����$��������

    ❙ -�� +�$����� ��� :�������� ������� ��� 7($������������� ��

    ����((� ��� ���)����������� G���

    ❙ ��� ,����� ��� ������ ����� �� ����( &������������� ��������� ������ �� ��� �������� +����� ��������������� ����� ������� ������� ���� ����

    ❙ ,��� ������� ������ ������� ��� �� ����� ��$�����* '����������

    ❙ ����((���� -���� ������ ��� �& '���������� �( +���������������� )����������$��������

    ❙ �� H���( +����� ������ ����� ����� ��������� ��� ��� ���(�0�(�� ���;�� :����������$���� )��������$������� �D����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/64

    ���������������

    ❚ -�������0������03����$

    ❙ ������� ����� I��������������� �������� ����� (�� ���'�����*��*������*E��� ����������

    ❙ >���� ��� +�$����� ��� :�������� �� ����� +���� ������� ��� ������

    ����� ���� ���� �� ���������

    ❙ ,��� ������������� I������������������ ��� :����������������� ���� �������� �� ����� �������������� ��������� ����� ���������� �������� ����

    ❙ -��� ��� '�������� ������ ��� ����� ������������� +�������� �3� ������� :���������� ���������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/65

    ���������������

    ❚ ��%%���� (������� �������

    ❙ +�($��(����D��� )������� '�����*��*������* ��G��(����*������*E���

    ❙ �����)��� ����� )� ,����(� ��������� ������ ���������

    ❙ ��D;��� ������ ������ �( ��������������� ������� ��(G��(����*������*E��� �� ��� ������ (������� +�����)����������$��������

    �� ��.

    ���������������������/ %��������

  • 05.07.2002

    12

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/67

    0���� &������ &�� 1��

    ❙ Bis zu 4 Prozessoren

    ❙ 66 MHz Busverbindung mit

    bis zu 528 MB/sek

    ❙ Koherenz- und

    Multiprozessorlogik im

    Prozessor integriert

    P-Pro bus (64-bit data, 36-bit address, 66 MHz)

    CPU

    Bus interface

    MIU

    P-Promodule

    P-Promodule

    P-Promodule256-KB

    L2 $Interruptcontroller

    PCIbridge

    PCIbridge

    Memorycontroller

    1-, 2-, or 4-wayinterleaved

    DRAM

    PC

    I bus

    PC

    I busPCI

    I/Ocards

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/68

    *2) ����������

    ❙ Bis zu 16 Einsteckkarten: (bis zu 4) Prozessor + Speicher oder I/O-Karte

    ❙ 100 MHz Bus mit bis zu 2GB/sek

    Gigaplane bus (256 data, 41 address, 83 MHz)

    SB

    US

    SB

    US

    SB

    US

    2 F

    iber

    Cha

    nnel

    100b

    T, S

    CS

    I

    Bus interface

    CPU/memcardsP

    $2

    $

    P

    $2

    $

    Mem ctrl

    Bus interface/switch

    I/O car ds

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/69

    "�� 3.�

    ❙ Bis zu 2048 Prozessoren, 480MB/s Verbindungen

    ❙ DSM: Memory controller generiert Kommunikationsanforderungen für

    nichtlokale Speicherzugriffe

    ❙ Spitzen-Bisektionsbandbreite: 166GB/sec (512 Prozessoren)

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/70

    0%� *&!�

    ❙ B �� ��B +�����

    ❙ C���� +����� ��� ���������������� F=J%%%G����������

    ❙ '�����������)�

    ❘ 4x4 Crossbars

    ❘ 8 Crossbars =16x16 Verbindungsnetz

    Memory bus

    MicroChannel bus

    I/O

    i860 NI

    DMA

    DR

    AM

    IBM SP-2 node

    L2 $

    Power 2CPU

    Memorycontroller

    4-wayinterleaved

    DRAM

    General interconnectionnetwork formed from8-port switches

    NIC

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/71

    0���� &����

    ❚ 2D Gitternetzwerk❚ Wormhole routing❚ größtes System mit

    1984 Knoten

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/72

    "��������� ��-���/ "�4

    ❚ 32 - 16384 Prozessoren

    ❚ message-passing, distributed memory

    ❚ Control-, Data- und Diagnostic-Network

    ❚ MIMD, SIMD möglich durch Control-Network

    Routinginfo, -verfahren IRQ-Vector

  • 05.07.2002

    13

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/73

    0550$" 6 7*0�(8

    ❚ 1 "control unit" (CU) mit Zugriff auf den Speicher steuert 64Prozessoreinheiten (PUs)

    ❚ jede PE hat lokalen Speicher

    ❚ jede PE teilt Speicher mit benachbarten PUs

    ❚ 2D Gitterstruktur

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/74

    ��&� �&� 7*0�(8

    ❚ ��� ) �J�K�L ���)��������(����

    ❚ C���� +����� ��� (�� ������ � :������ �������

    NW N NE

    W PE E

    SW S SE

    �� ��6

    5����������'������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/76

    5����������'������

    ❚ ������ ��� >����� �)+� ���� ���������������������

    ❙ ,������)���

    ❘ Zeit für ein Programm.

    ❙ -������)

    ❘ Zahl der gleichzeitig verarbeiteten Programme.

    ❚ "�� ������ ������ ��+ ���� �D'"�

    ❚ ���� .��� �� ������ ������ ��� �������� �� ����

    ❙ ���������� ����� ��������� ������((�

    ❙ �����(����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/77

    5����������'������ ����- �0&*

    ❚ (������

    ❙ ��� ������ ��� ����� ���)������� �+�

    ❚ "������

    ❙ "������ >���� &-��� ����� � �D'"�7������

    ❙ �)� � �� 5������! �� >����� ��

    ❙ "(���� ���� ����� ����&������ ��

    ❙ 5������2��� ���� ����� ����&������ ��

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/78

    5����������'������ ����-

    %���-����

    ❚ *� ���� �� '�� ��� �� �� >�����

    �� ������

    ❚ ������ ���� "(����� D6=� 5������2����F��(���� ��� ����&������ ��

    ❚ 3� ��� &�)��� �� ���� ����� !� &-��������� �2(���� ������� � � ����� �����

    ❚ "���� �2(���� ������� � ���� �� 5�����&�!����� �+�$

    ❙ =�7"*�����(���� �����$����������!

    ❙ 9�"*�����(����

    ❙ -�:*�����(����

    ❙ ���

  • 05.07.2002

    14

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/79

    ��������- ������� $��-���������

    DEC MIPS IBM SUN PII PII AMD AMD Alpha21262 R10000 PPC750 UltraSparc Klamath Xeon K6 K6-3DTaktfrequenz 667 250 400 333 300 400 300 350

    SPECint95 44 14.7 17.6 14.2 11.9 16.5 ? ?

    SPECfp95 66 24.5 12.2 16.9 8.6 13.7 ? ?

    Transistoren (Mio) 15.2 6.8 6.35 5.4 7.5 7.5 8.8 9.3

    Leistungsverbrauch (W) 72 >30 5.7

    ❙ ��� - *�� �� ����!#���� 4������ �! ,�����������������

    ❙ C�7� - ��!#�������� �! ,��������������� � �������

    ❙ C�� - ��!#�������� �! ,����������������� � �������

    ❚ "(

    ��( ��� �

    /������ ���� ��� 0$

    "/�0 :

    ��� �

    ���$ '/@0 : G/@0

    T(1)T(n)

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/83

    )�� �� �� �� ��!"��������*

    ❚ 9�

    ������2 �'�) @ +

    ❚ =����� ����$��2

    ❙ "/�0 : �

    ❙ '�� ��� �&���� (��&� ��� �� 7�� ��'��!�����

    ❚ ����������� ����$��2

    ❙ "/�0 H �

    ❙ D�� �� �- ����I

    ❚ 0�����/� '=��A���� !������)2 + ≤≤≤≤ �'�) ≤≤≤≤ �

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/84

    )(T

    nSs

    =

    )1(')(

    TnS =

    $������� � (�����������

    ❚ ���������� ��������� ����������� $�� �� ������������������������ �����7��� #��$

    ❚ ���������� ��������� ����������� $�� �� ���������� !�������� $�� ��������������������������7��� #��$'%�������)

  • 05.07.2002

    15

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/85

    )(

    )1()(

    nT

    TnS =

    nt

    nt

    nT

    TnS =≤=

    )(

    )1()(

    �� *������ ���������� ����9

    ❚ Antwort: Ja und Nein, es hängt von der Definition ab

    ❚ 1. Antwort: NEIN, Speedup kann nicht superlinear sein!❙ ��� , ��� �

    ����� ,����� ��� ��������

    ❙ ��� C�D� ��� *��� �� �� ������ ��� ? �������� �! , �� �+��

    ❙ ������� ��!������

    ❙ ���� ' �3 �� �

    ����� ��������� ��� 2��� ��� ������� �� *���������� �+��

    ❙ � % �� ������� ������ � � *���������� ����

    *�����������?�� �+��

    ❙ ��� ����� ������� *��� % ���� �+3� ��� �� �

    ❙ ��� % �� ������� ���� �+3� ��� ��

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/86

    )()(

    nT

    TnS s=

    �� *������ ���������� ����9

    ❚ Antwort 2: Speedup kann superlinear sein!❙ ��� , ��� �

    ����� ,����� ��� ��������

    ❙ ��� C�D� ��� *��� �� �� ������ ��� ? �������� �! , �� �+��

    ❙ ������� ��!������

    ❙ ��� ������� )���� % ��� 4����� ������ �� ��� �

    �����

    )����

    ❘ *�6� -6J( �! �2,� ,����� ��� '6'( ,�����' �����

    ������!������� ��� ������� ,�����

    ❘ �������������� ��������' ��6� C��!������ ��� �������

    ,�����' 6��������� ��� �

    �����������

    ❙ �� "��� �������������� �������� ��������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/87

    :������ ��� *�������

    ❚ Software Overheadz.B. zusätzliche Indexberechnungen um den Code aufmehrere Prozessoren zu verteilen

    ❚ Load BalancingKann die Ausgabe gleichmäßig auf mehrere Prozessorenverteilt werden?

    ❚ Communication OverheadWird Kommunikation vom Prozessor ausgeführt?Wie groß sind die Latenzzeiten?

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/88f

    nfnfnf

    n

    nT(1)f

    fT(1)

    T(1)nS

    nT(1)

    ff T(1)T(n)

    n

    1lim

    1)1(1

    1)1()(

    )1(

    =

    +−=−+=−+

    =

    −+=

    ∞>−

    :������ ��� *������

    ❚ f = Anteil des Programms, der nicht parallelisiert werdenkann

    ❙ )��� >���)������ �� ���� ������

    ❚ ������ ���!$

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/89

    ��������������� ��� ������ ������

    ❚ ����������� ��� BC ��������� D�$�� #�� ���> ���$�� ��E���� ���������� ����$�� ��� +F!����������?

    ❙ @J6/@ K /@J E @0L�?M0 : @?

    ❚ 1�� ���> ��� $�� ��E����� ����$��?

    ❙ @6?�?M : AN

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/90

    $����� 5�������������-���

    ❚ 7���)���) / �������� '��������� �� ���'�������������������������

    ❚ F������) / E��������� �( "���! ����������������������

    ❚ ������������0 / ,�)��� ��� $���������M$��������� $�� &����������

    E(n) =S(n)

    n1n

    ≤≤≤≤ E(n) ≤≤≤≤ 1

    R(n) =P(n)P(1)

    1 ≤≤≤≤ R(n)

    I(n) =P(n)T(n)

  • 05.07.2002

    16

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/91

    $����� 5�������������-���

    ❚ �������� : =(������ (��7������� �� ,�� '��!����

    ❚ O����)� : P������ �!��������� ���� ���

    ❚ *� ���

    U(n) = I(n)n

    Q(n) = S(n)E(n)R(n)

    1 ≤≤≤≤ Q(n) ≤≤≤≤ S(n) ≤≤≤≤ I(n) ≤≤≤≤ n

    ≤≤≤≤ E(n) ≤≤≤≤ U(n) ≤≤≤≤ 11n

    �� ��4

    "�-�!�-;��������������

    '���%����

    +������#'�������

    ,�+-#'�������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ��������������!"�-�!�-;����

    ❚ 7�� "���������� �� #��)��! �� F�� �����(��(���� ��� � �� ���� ��� ������2(��������

    ❚ !�� '���!�(��$

    ❙ ��������8 ����� �����(����� 3�� ����� ����� ������� ���� ���� ����� =�����

    ❘ Nachteil: Kohärenzinformation im Prinzip proportional zur Anzahl

    Blöcke im Hauptspeicher

    ❙ ����$���� �����(����� 3�� ��D��� ������� ���� ��( H�������������� �( H��������� "����� C���� "����*"��������� ������N=���$���N �( ��� ( ) 3��������� ��� (�� ����� $�������

    ❘ erfordert gemeinsamen Bus

    ❘ üblich und wird im folgenden diskutiert

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    *�������!&���������

    ❚ �#�� ������ $�� ��� ��� 1���� ���������$��2

    ❙ ���� ������$ ��� �� '��!���� ��� 5���&�)���� ����� ���� � ���� �� ���� #�(������ 5���&� �� ����

    ❙ ���� �������$ ��� �� Q���� ���� �� )���� 5���& � �� ���� '��!����� �����&�� �� ��� #�(� ��� �� &��������&-���

    ❙ ��� '����&��� ��� ��� 5����� �� ��� ����

    ��� �����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    .)��#/�!0 �!" '�������

    Prinzip:Cache-Block wird beim Ersetzen in den Speicher zurückgeschrieben, falls er, nachdem er in den Cache geschrieben wurde, verändert wurde (=Zustand "Dirty", s.u.)

    4 ZuständeInvalid: inkonsistente Cache-KopieValid: Cache-Kopie mit Speicher konsistentReserved: Cache-Kopie mit Speicherkonsistent und einzige Kopie und Daten zum ersten Mal geschriebenDirty: einzige Kopie und Daten mehr als einmal verändert

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ������$����� %�1 2��� ��!2

    3+������#4 '�������

    ❚ 4�� )� �����❙ 2���� �� =������� ���� H��������� ���)�����

    �*F���� �*G����!

    ❙ ���(���! =$������*2���

  • 05.07.2002

    17

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ������$����� %�1 2��� ��!2

    3+������#4 '�������

    ❚ G���� ��� ���$❙ ���� ����� �( "���� ���������� ������

    ❙ ����� &������3������� ������������

    ❚ ���� ��� ���$❙ ����� +�$�� �( -���8*&������

    ❘ 6���% "�� �� ������� ������

    ❘ *���� - )���

    ❙ +�$�� �( -���8*&������

    ❘ "���� (�� -���8*+�$�� ����������� ��; =$������ +�$���������� �� ������� ����� ����� +�$�� )( ������������"����

    ❘ =$������ ���� ������������ &������ ����� +�$��� /'����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ������$����� %�1 2��� ��!2

    3+������#4 '�������

    ❚ ��

    �� ���� ��������2

    ❙ #�(� �� ����2� ��� >����7�����$❘ =������� ���� ����� ��������

    ❘ ���� &����� / -���8

    ❙ #�(� �� �����7�����$❘ G����*���������� ���� �����D��

    ❘ =$������*+�$�� ���� �����������

    ❘ ���� &����� / F�������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ������$����� %�1 2��� ��!2

    3+������#4 '�������

    ❚ ���� ���� ��������2

    ❙ #�(� &���� �� "(���� ��� �� ���� F����� #�(� �� ����2�7�����

    ❙ ���� ����� >��D����� �� �-��

    ❙ "(���� ���� &��������

    ❙ ��� 7����� : ����2

    ❚ �������� ����� ����2

    ❙ 7����&������� �� �� "(���� ���� �� ����2�7�����

    ❙ ����� &�� �&���� ����������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    (����5

    Prinzip:Firefly-Protokoll benutzt "copy-back" für private Blöcke und "write-through" für gemeinsame Blöcke, wobei über privat und gemeinsam erst zur Laufzeit entschieden wirdzur Implementierung wird zusätzliche Busleitung "shared" benutzt, die während des Snooping-Mechanismus Schreiber über tatsächliche Existenz weiterer Kopien informiert

    3 ZuständeValid-exclusive: einzige Cache-Kopie mit Speicher konsistentShared: Cache-Kopie mit Speicher konsistent und es existieren weitere konsistente KopienDirty: einzige Kopie mit Speicher inkonsistent

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ������$����� %�1 2(����52 )��#

    6���#'�������

    ❚ 4�� )� �����❙ 2���� �� =������� ���� H��������� ���)�����

    �*F���� �*G����!

    ❙ ���(���! =$������*2���

  • 05.07.2002

    18

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ������$����� %�1 2(����52 )��#

    6���#'�������

    ❙ ���� (������ +�$��� �( =�����*&����� �0���������

    ❘ ����� (���� ���������� M������ �� �����%� ��� $�������%� ��� !������ (���

    ❘ *���� - ��

    ��

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ������$����� %�1 2(����52 )��#

    6���#'�������

    ❚ G���� ��� "������$

    ❙ "����*+�$�� �( -���8* ���� '����*�0������*&������

    ❘ ������� % ��%� �!����

    ❘ ��� *���� - ����

    ❙ +�$�� �( =�����*&������

    ❘ I���&/���� %�������� ��� $���� ��������3���� �������

    ❘ *���� - ��

    ��

    ❘ ������ "0��� I���&/���� ��� ��

    ��&6�������� ����

    %���' �� ��

    ��&*���� ��� ��� ��� �� ��� $�����"������������� ������ "���

    • dann gilt: Zustand = Valid-exclusive

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ������$����� %�1 2(����52 )��#

    6���#'�������

    ❚ ���� ���� ��������2

    ❙ #�(� &���� �� "(���� ��� �� ���� F��

    ❘ ����� +�$�� ��( =$������ ��((�� ���� &����� /-���8

    ❘ ����� +�$�� ��� ������( "���� ��((�� G����*O$��������������� ���� +�$��� ���������;���� =$������� ����&����� / =�����

    ❚ �������� ����� ����2

    ❙ 7����&������� �� �� "(���� ���� �� ����2�7�����

    ❙ ����� &�� �&���� ����������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ❚ �������!�������� 7� ���������������������1���������� 6�� 4���E 6�����������

    ❚ 6��������� �

    ������ $�� D����D���� �������$�$���� $�> �� ����������������������6�������� #��$

    ❚ ������� #��$ ���� ���� �������� ����� ����������������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    &������!��*0!&��������

    ❚ ��� ���� ������!���� 1���� =���'����&���

    ❚ �������$ ��!� F���#�(�� ����� &�������� �����(�(����� ��� ��� ������� ��&�

    ❚ *%�����$ ��!� F���#�(�� ����� ������!��� ������ &�������� ��� ��(��(����� ��� ��� ���������&�� ������� ����� !� 4�� � ����������7�����

    ❚ "���$ #�(� �� ���� F���� ��� ��&�� ������������ !� ���������� � ��� ������ �� ����#�(��

    ❚ D����$ F���5���& ����� ��� ��� ���6"����������� ��3� !�� ������ ��� !�� �� ��)����� ��1����=�� '����$

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ���&������!��*0!&��������

    ❙ >� ����$ �- ���� .�� !���)��$❘ =� ����� ����� F���*M��8

    ❘ =� ����� "�O*G����*9����� ,����� �����

    ❘ =� ����� +�$�� �� ������( "���� �0�������

    ❘ E� ����� (�����)����� -���� ������ ��� ������( "������((��� =$������ ���� ����� �����������

    ❘ 7� �����

    ❙ 1��� ����$ A �- ����&��� ���&�� "������ ��"(���� ��� ��� D����� ���� #�(�

    ❘ ���� :�������� ��� "����

    ❘ (�� ��������(! :�������� ��� "�����G����E��� ����,���������

  • 05.07.2002

    19

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ���&������!��*0!&��������

    ❚ ���/����� �� �E������� ����� 7�

  • 05.07.2002

    20

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/115

    %��!������!&�������

    ❚ F���*E���

    ❙ ,�������� ��� -���� ��(P#�(� :���Q $�� .79

    ❙ "����*2��� �( &����� �������� �����

    ❙ #�(�*:���

    ❘ �����%� ��� #��� ���� ��/C�

    ��

    ❘ ����� �� ������&6�� ���

    !���� $����

    ❘ ��� *��� �� (���&���

    ��� ��

    ��

    RequestingNode

    HomeNode

    GET

    PUT

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/116

    %��!������!&������� RequestingNode

    ModifyingNode

    GET

    PUT

    HomeNode

    GET

    SWB

    ❚ .��&,���

    ❙ !��� �� ��� ���� O5���

    ����P �� 1�C

    ❙ (���&G�� �� *���� �����

    ❙ Home-Node

    ❘ ������ ������ �� #����"��&���� ������

    ❙ Modifying-Node

    ❘ ���$� ��� 3���� �� ��� !�4������&����

    ❘ ��� ��� �5( -������ �������$. �$�� ��� ��� �$������� 6���&���� ����� 7�������

    ❙ Home-Node

    ❘ ����� ��� )������ ��� ������

    ❘ �$���������� ��� �������&(��

    ❘ ������� 6���&���� �� ��� ������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/117

    %��!������!&�������

    ❚ 1���������

    ❙ �*G�� ���������$��

    ➔ !�������� ��� 7� ������ ��$ ���������>� �������

    ❚ D������(����

    ❙ ,�� 5�� �(�)������ �� F����� �� '��!�����

    ❙ F����� &�� ����� !�5� �� "�' ��� ����(2�'����&������

  • 05.07.2002

    21

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/121

    (�����!&������!$��������

    ❚ '��!����� �� �� F������ ���� ���� ���&��� ���� � � �

    ... ... ............... ... ... ... ...

    Hauptspeicher Directory

    ... ...

    Free-ListLink-Store

    ❚ ����� �2������ ����&���� ��� ��� ��+ "2������ ��� '��!�����

    JR - RA - SS2002 Kap. 6 5/122

    *����� "�-����� 0�������

    ❚ "FD ��� ����������� D*** @NSJ�@SSA

    ❚ �� ��&��� ���� ���� ��� �� #���� ����� �(����� /��((��!� ��0

    ... ... ............... ... ... ... ...

    HauptspeicherDirectory Header

    ...... ...

    Prozessor Pduplicate tags

    ...... ...

    Prozessor Qduplicate tags

    memory state Forward pointer B pointer F pointerCache state

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    *���'��!������� "�-�!

    "�-������ ����-���

    ❚ 9��$#����������7����� ����$� ��� "���#���������������� ���� �����

    ❚ ���#����8���� $��� D������� ��$������������� ������������ ���������6�2

    ❙ F�������2 ��&��

    ❙ F�� F�����2 *��������❘ ��������(������� ������������

    ❘ >��� =�������� ������������

    ❘ 9�(����($

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    �����-������ *���'�� ���-���

    ❚ D��������� �������2

    ❙ *������� �� ����� T���(������� �����T /!�5�"����� ���0 �� ��� �� 7� ����

    ❙ ���)� � �� 7� ���� &�� ����� �� F�� ��������

    ❙ 5�� 4�� � !������ ���(������� ����� ���� �F���D�������� �!�� "(�����3(��

    ❙ F��(��� &��6��+$❘ ��($�������� ��� ��������)�����

    ❘ 98$ ��� &������ ������ ����� -������;����8�� ��(������

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    ���������� ����� *����-����� ��

    "�-�

    ❚ ���� �� 7� ����� /����$ '��!�� �� �����'��!�����0❙ F���*M��8 �3� ������ ����� ���)���� ��������!

    ❙ F���*M��8 �3� ������ ����� ���)���� �� F���*G���� �3� ����

    ����� ���)�; �D������� F���*G���� ���)�; ���� '������ ��"���� ������� (; ��� ���� +��������) (�� #�$��$������������������� )��� ���� ����� ������!

    ❙ F���*G���� �3� ���� ����� ���)�; �������� �� ��$8 ���!

    ❙ F���*G���� �3� ���� ������� &��� ��� ���)����� ��� ������������ )��� �8$����������� �3� =�(�$���������� �� ������=8��������������$����!

    JR - RA - SS2002 Kap. 6

    "�-� "�-������ �����������

    ❚ ������������ ���������$ !������ �� ���(����������� ���� F�� �� ���� ��� � ���� � ��(��(�����3(��� �� ������ ��� �������� G2(� ��������� ���� ������ /����� !� ��(������� ��!� (�����������0

    ❚ ����� ���������$ ��� ��,�� � F������������ ���)������ D�&�������! �!� � &-��� ������ ����

    ❚ ������($ �������� �+ F���D���� �� ���� �������� ����� '��!���� �������� /�� ���������� ���(������ �����0 �� ����� �����!� ����