ЖУРНАЛ СТА 4/2014

110 СТА 4/2014 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ www.cta.ru Гибридные технологии уже достаточ- но давно и успешно проникают в раз- личные сферы деятельности человека: автомобили с гибридными двигателями, гибридные велосипеды, гибридные опе- рационные [1] и даже гибридные термо- ядерные реакторы [2]. Если же ограни- читься рассмотрением вычислительной техники, то достаточно быстро стано- вится очевидным, что и в этом направ- лении научной мысли гибридные кон- цепции имеют порой незаметные, но весьма ощутимые проявления. Идею функционального разделения исполнительных устройств и интерфей- сного сопряжения сейчас можно смело называть классической. С другой сторо- ны, относительно новой является тен- денция совмещения в единоммодуле ли- бо микросхеме устройств с принципи- ально отличающейся спецификой. В ка- честве наиболее ярких примеров имеет смысл отметить: ● гибридные накопители, совмещающие в себе традиционные HDD и кэш-па- мять, выполненнуюпо технологииSSD; ● гибридные ЦП с интегрированным графическим процессором (англ. Graphics Processing Unit, GPU), реа- лизующие гетерогенно-однородный доступ к памяти (от англ. hetero- geneous Uniform Memory Access, hUMA [3]); ● гибридные сигнальные процессоры и математические сопроцессоры, а также гибридную по своей сути технологию GPGPU (англ. General-purpose GPU, графические процессоры общего на- значения). Если говорить об оценке перспектив гибридных вычислений, нельзя не вспомнить часто цитируемое высказы- вание профессора университета Тенне- си Jack J. Dongarra: «Графические про- цессоры уже достигли той стадии раз- вития, когда многие практические зада- чи могут с лёгкостью решаться с их по- мощью, причём быстрее, чем на много- ядерных системах. Будущие вычислительные архитекту- ры будут преимущественно гибридны- ми системами, состоящими из парал- лельных графических ядер, работаю- щих в тандеме с многоядерными про- цессорами». С ОВРЕМЕННЫЕ МОДЕЛИ ДОСТУПА К ПАМЯТИ , ОРИЕНТИРОВАННЫЕ НА МУЛЬТИПРОЦЕССОРНЫЕ АРХИТЕКТУРЫ Вопрос поддержки гибридных техноло- гий в различных программных систе- мах достаточно тес- но связан с рассмот- рением механизмов управления ресурса- ми памяти. Внастоя- щее время известны следующие основ- ные модели доступа к памяти. Однородный доступ к памяти (англ. UniformMe-mory Access, UMA). Данный подход подразумевает единообразную и одновременную доступность ресурсов памяти для всех процессорных модулей системы. При этом подразумевается го- могенная природа всего многообразия центральных вычислителей. Основной отличительной особенностью UMA яв- ляется независимость времени доступа к ресурсу от того, какой конкретно модуль его запрашивает. Указанная модель до- ступа настолько прочно ассоциируется с симметричным мультипроцессировани- ем (англ. Symmetric Multiprocessing, SMP), что в большинстве случаев гово- рят об SMP/UMA-системах. Модель неоднородного доступа к памя- ти (англ. Non-Uniform Memory Access, NUMA). Здесь определяющимфактором является геометрия системы, которая ха- рактеризует различное время доступа к ресурсам памяти для разных вычислите- лей. Можно легко продемонстрировать Особенности математической поддержки гибридных сопроцессоров в ОС РВ QNX Neutrino Игорь Косик, Андрей Докучаев Данная статья посвящена актуальным вопросам технологической обеспеченности поддержки в ОС РВ QNX Neutrino последних научных достижений в области механизмов и моделей управления памятью и гибридных технологий. Авторами проводится анализ наиболее интересных подходов к решению поставленных задач, как в мировой практике, так и в контексте отечественной промышленности, демонстрируются имеющиеся достижения в данном направлении, а также раскрываются особенности их реализации. Рис. 1. Модель доступа к памяти NUMA на примере гетерогенной системы Шина PCI Графический процессор DMA- контроллер Видеопамять ЦП Память