- Flynn 의 분류
프로세서들이 처리하는 명령어와 데이터 스트림의 수에 따라 디지털 컴퓨터 분류함
- 스트림
하나의 프로세서에 의해 순서대로 처리되는 일련의 명령어들과 데이터들의 흐름
- 명령어 스트림
실행되기 위하여 순서대로 프로세서로 들어오는 명령어 코드들의 흐름
- 데이터 스트림
명령어 실행에 사용되기 위하여 순서대로 프로세서로 들어오는 데이터들의 흐름
- 단일 명령어, 단일 데이터 스트림(SISD) 조직
한 번에 한 개씩의 명령어와 데이터를 순서대로 처리하는 단일 프로세서 시스템
실행 과정은 파이프라이닝 됨
- 단일 명령어, 복수 데이터 스트림(SIMD) 조직
배열 프로세서를 사용하며 하나의 제어 유니트에 의해 통제되어 서로 다른 데이터를 하나의 명령어 스트림으로 실행하는 것
- 배열 프로세서
다수의 PU 들을 사용하여 여러 개의 데이터들에 대한 연산을 동시에 처리하는 프로세서
- 복수 명령어, 단일 데이터 스트림(MISD) 조직
프로세서들이 배열 형태로 연결되고 한 프로세서의 처리 결과가 다음 프로세서로 보내져 다른 연산을 수행하는 방식
- 복수 명령어, 복수 데이터 스트림(MIMD) 조직
N개의 프로세서들이 서로 다른 명령어들과 데이터들을 처리하는 것
프로세서들 간의 상호작용 정도에 따라 밀결합 시스템과 소결합 시스템으로 나뉨
- 밀결합 시스템
프로세서들 간의 상호작용 정도가 높은 다중 프로세서 시스템
기억장치가 모든 프로세서들에 의해 공통으로 사용되는 공유 기억장치 구조
- 소결합 시스템
프로세서들 간의 상호작용 정도가 낮고 거의 독립적으로 동작하는 다중 프로세서 시스템
각 프로세서들이 자신의 지역 기억장치를 가진 독립적인 컴퓨터 모듈로 구성됨
프로세서들 간의 통신은 메시지 전송 방식에 의해 이루어짐
- 기억장치 액세스 모델에 따른 분류
기억장치의 위치와 주소 지정 방식 및 기억장치 액세스 유형에 따라 나뉨
- 균일 기억장치 액세스 (UMA) 모델
모든 프로세서들이 기억장치를 공유하며 액세스에 걸리는 시간도 같은 시스템 구조
하드웨어 간단, 프로그래밍 용이
공유 자원들에 대한 경합 높아져 시스템 구모에 한계가 있음
상호 연결망으로 버스는 최대 30개 정도의 프로세서들로 구성될 수 있으며 크로스바 스위치, 다단계 상호 연결망 등은 더 많은 프로세서들로 구성될 수 있음
- 불균일 기억장치 액세스 (NUMA) 모델
공유 기억장치들과 프로세서들 간의 거리에 따라 액세스 시간이 달라지는 시스템 구조
다수의 UMA 모듈이 상호연결망에 의해 접속되며 전역 공유-기억장치 가질 수 있음
자신이 속한 UMA 모듈 내의 지역 공유 장치(LSM), GSM, 다른 UMA 모듈의 LSM 도 직접 액세스 할 수 있지만 어느 위치의 기억장치에 액세스하느냐에 따라 달라짐
- 지역 기억장치 액세스
자신이 속한 UMA 모듈 내의 기억장치에 대한 액세스
가장 짧은 시간 소요됨
- 전역 기억장치 액세스
프로세서가 원하는 데이터가 전역 공유-기억장치에 있는 경우 이루어지는 액세스
- 원격 기억장치 액세스
다른 UMA 모듈에 위치한 기억장치 액세스
가장 긴 시간 소요
- 무-원격 기억장치 액세스(NORMA) 모델
각 프로세서들이 별도의 기억장치를 가지며 공유 기억장치가 없는 구조
분산-기억장치 시스템이라고도 함
다른 노드의 기억장치의 데이터 필요로 하는 경우에 그 노드로 기억장치 액세스 요구 메세지를 보내며, 메세지를 받은 노드는 해당 데이트 인출하여 보내줌
여러 상호 연결망 존재
- 시스템 구성 방법에 따른 분류
컴퓨터 시스템이 다양화함에 따라 프로세서, 기억장치, 상호연결망의 접속방법에 따라 분류함
- 대칭적 다중 프로세서 (SMP)
프로세서들이 모든 시스템 자원들을 공유하며 동등한 권한(공유와 스케줄링)을 가지는 시스템 구조
시스템 내에서는 하나의 OS만 존재
- 대규모 병렬 프로세서 (MMP)
프로세서와 기억장치로 이루어지는 많은 수의 노드들로 구성되며 자원 공유가 없는 구조
일부 노드는 주변장치들과의 인터페이스 가지고 잇음
각 노드에는 내부 자원 관리와 통신 지원을 위한 독립적인 OS 탑재
노드들 간의 통신은 메시지 전송 방식 주로 사용하며 통신거리 단축과 대역폭 상승을 위해 복잡도가 높은 상호연결망 사용
- 캐시-일관성 NUMA 시스템 (CC-NUMA)
노드들에 포함된 모든 캐시들과 기억장치들 간에 데이터 일관성이 캐시 일관성 프로토콜에 의해 유지되는 분산-기억장치시스템 구조
모든 노드들이 가지고 있는 기억장치들이 전체적으로 하나의 공통 주소 공간을 가지는 분산 공유-기억장치 시스템으로 구성되어야 함
데이터 액세스 시 캐시 검사, 주기억장치 액세스, 상호연결망 통한 블록 인출 요구 순으로 진행됨
- 디렉토리
캐시에 적재된 주기억장치 블록들에 대한 상태 정보 및 포인터를 포함하는 데이터 구조
- 분산 시스템
독립적인 컴퓨터 시스템들이 전통적인 네트워크에 의해 연결되어 있는 컴퓨팅 환경
노드 수 만큼 시스템 이미지를 가짐
- 클러스터 컴퓨터
고속 네트워크로 접속된 컴퓨터들의 집합체
단일 시스템 이미지를 가지기 대문에 하나의 큰 시스템으로 간주됨
클러스터 내의 한 컴퓨터에 결함이 발생하더라도 다른 컴퓨터가 신속히 대체될 수 있기 때문에 가용성이 높음