Еще одна популярная топология — трехмерный тор. Эта топология описывается трехмерной структурой, узлы которой находятся в точках (ij, k), а все координаты являются целыми в пределах от (1, 1, 1) до (/, т, тг). У каждого узла есть шесть соседей, по два вдоль каждой оси координат,.а крайние узлы на противоположных краях связаны друг с другом, как и в двухмерных торах.
Куб (рис. 8.31, ж) — это регулярная трехмерная топология. На рисунке изображен куб размером 2 х 2 х 2, но в общем случае это может быть куб размером k х k х k. На рисунке 8.29, з показан четырехмерный куб, полученный из двух трехмерных кубов, которые связаны между собой. Можно сделать пятимерный
куб, соединив вместе 4 четырехмерных куба. Чтобы получить 6 измерений, нужно продублировать блок из 4 кубов и соединить соответствующие узлы и т. д. Гиперкубом называется гг-мерный куб (рис. 8.31, з). Эта топология используется во многих параллельных компьютерных архитектурах, поскольку ее диаметр линейно зависит от размерности. Другими словами, диаметр — это логарифм по основанию 2 от числа узлов, поэтому 10-мерный гиперкуб имеет 1024 узла, но диаметр равен всего 10, что дает очень незначительные задержки при передаче данных. Отметим, что решетка размером 32 х 32, которая также содержит 1024 узла, имеет диаметр 62, что более чем в шесть раз больше, чем у гиперкуба. Цена, которую приходится платить за меньший диаметр гиперкуба, — увеличение числа разветвлений и, следовательно, линий связи. Тем не менее гиперкуб — основное решение для высокопроизводительных систем.
Мультикомпьютеры имеют столь разнообразные формы и размеры, что выстроить для них сколько-нибудь внятную классификацию очень трудно. Тем не менее, можно выделить два основных «стиля» — это процессоры с массовым параллелизмом и кластеры. Мы рассмотрим их по очереди.
Процессоры с массовым параллелизмом
Процессоры с массовым параллелизмом (Massively Parallel Processors, МРР) — это огромные суперкомпьютеры стоимостью в несколько миллионов долларов. Они используются в различных отраслях науки и техники для выполнения сложных вычислений, обработки большого числа транзакций в секунду, управления большими базами данных, и т. д. Изначально это были суперкомпьютеры, предназначенные в основном для научных расчетов, но сейчас многие из них находят применение в коммерции. В каком-то смысле они являются наследниками мощных мэйнфреймов 60-х годов (хотя связь между ними столь же эфемерная, как между воробьем и тиранозавром). В целом, можно говорить, что МРР-мультикомпьютеры вытеснили SIMD-машины, векторные суперкомпьютеры и матричные процессоры с вершины «пищевой» компьютерной цепочки.
В большинстве МРР-машин используются стандартные процессоры. Это могут быть процессоры Intel Pentium, Sun UltraSPARC, IBM RS/6000 и DEC Alpha. Отличает мультикомпьютеры наличие высокопроизводительной коммуникационной сети, по которой можно передавать сообщения с низким временем запаздывания и высокой пропускной способностью. Обе характеристики (время запаздывания и пропускная способность) очень важны, поскольку сообщения в основном невелики по размеру (менее 256 байт), хотя при этом главный вклад в общий трафик вносят большие сообщения (более 8 Кбайт). МРР-мультикомпьютеры поставляются вместе с весьма дорогостоящим программным обеспечением и библиотеками.