Arhitecturi Paralele de Calculatoare

1.Tema proiect:

Sa se proiecteze o retea de calculatoare paralele folosind cel putin doua tipuri de retele, una statica si una dinamica. Sa se calculeze timpii de comunicare in retea prin una din metodele de rutare (memoreaza si inainteaza sau divizarea mesajelor)

Numarul nodurilor este 120.

2. Informatii retea:

2.1 Stabilirea retelei:

Reteaua are N=120 noduri. 120:8=15.

Reteaua este formata din doua tipuri de retele: crossbar si hipercub, deci este o retea crossbar de hipercuburi. Reteaua crossbar e formata din 15 noduri, fiecare nod fiind o retea hipercub formata din 8 noduri.

Reteaua de tip crossbar e o retea dinamica si foloseste pentru interconectarea a n module de intrare cu m module de iesire, o grila de n x m elemente de interconectare (comutatoare). In cazul de fata sunt 8 * 7=56 de elemente de interconectare. Un dezavantaj al acestei retele este acela ca costul ei este destul de ridicat si nu pot fi folosite pentru a conecta un numar mare de noduri. In schimb aceste retele sunt foarte eficiente. Reteaua crossbar e cea mai buna din punct de vederea al calitatii transferului, deoarece acestea se fac simultan si e neblocanta.

La intersectia unei linii si a unei coloane din reteaua crossbar se afla cate un comutator care controleaza traseul informatiei. Reteaua crossbar este dispusa pe 8 linii si 7 coloane.

Structura retelei crossbar folosita este prezentata in figura de mai jos:

Fiecare nod din reteaua cossbar este o retea de tip hipercub formata din 8 noduri .

Un hipercub k-dimensional (K-D) este formata din n=2k noduri cu etichete (adrese) cuprinse intre 0 si n-1.Daca 2 noduri sunt conectate intre ele direct reprezintarea binara a etichetelor difera printr-un sigur bit de valoare. Pentru a simplifica rutarea se foloseste o numerotare specialǎ. Numerele sunt exprimate în binar si dacǎ nodurile i si j sunt conectate de o muchie de dimensiune k, numerele pentru i si j diferǎ prin bitii de pe pozitia k. retelele hipercub au de asemenea o anumita toleranta la defecte. Astefel pentru n ≥ 2, un hipercub Hn poate tolera disfunctii ale legǎturilor deoarece existǎ cǎi multiple de la orice sursǎ la orice destinatie.

=>

Fiecare nod din aceasta retea este formata dintr-un procesor cu propriul lui bloc de memorie. Structura generala este urmatoarea:

Prin combinarea celor doua tipuri de retele vom obtine o reteaua de tip crossbar de hipercuburi. Astfel vor fi 15 retele de tip hipercub legate intre ele prin reteaua de tip crossbar.

2.2 Codificarea nodurilor:

Pentru cele 15 noduri voi avea nevoie de 4 biti pentru codificare retelei crossbar (primii patru), iar pentru selectarea fiecarui nod al fiecarui hipercub de inca 3 biti (ultimii trei).

Codificarea nodurilor se face pe 7 biti in felul urmator:

Crossbar Crossbar Crossbar Crossbar Hipercub Hipercub Hipercub

Schema generala a retelei cu toate nodurile etichetate este prezentata in figura de mai jos:

2.3 Diametrul retelei:

Diametrul retelei este distanta maxima intre doua noduri luata pe calea cea mai scurta. Diametrul retelei e direct legat de timpul de comunicare in retea.