什么是集群？集群分为哪几类？

核心提示： •SIMD（单指令流多数据流）：单个指令流对于多个数据流进行操作，这种方式可以形象化为多台计算机在中央调度处理器的协调下处理各自的数据，什么是集群？集群分为哪几类？(4)，从逻辑上看，此时指令全部来自于中央调度器，但是由于过多的内存访问调度，在目前的技术水平上性能非常差，尽管它们

•　　　　SIMD（单指令流多数据流）：单个指令流对于多个数据流进行操作。这种方式可以形象化为多台计算机在中央调度处理器的协调下处理各自的数据。从逻辑上看，此时指令全部来自于中央调度器，尽管它们可以执行在不同的硬件设备（CPU）上。

•　　　　MISD（多指令流单数据流）：多个指令流共同操作同一条数据流。到目前为止尚未发明这样的系统。

•　　　　MIMD（多指令流多数据流）：这种系统并行的在不同数据上执行不同的指令流，这种类型与上面提到的多处理器SISD系统的本质区别在于不同处理器处理的数据是彼此相关的，它们实际上是在并行执行同一工作的不同部分。因此MIMD系统可以将一个主任务分解为众多子任务并行执行以缩短工作时间。这是目前大部分协同计算系统所采用的计算方式。

2、 并行计算的相关架构

为了使计算机系统能够实现并行处理，一系列的计算机架构相关的技术被开发出来。下面我们介绍一下其中的几种主要技术。

■ 处理器阵列（Array Processors）:

使用多个处理器组成阵列，在运行时由中央处理器广播指令流，各个其它处理器（又称处理元，processing element）执行指令流来处理本地内存中的数据。这种处理技术是被广泛采用的分布式内存技术的基础。

■ 共享内存（Shared Memory）：

处理器（PE）通过某种连接机制连接到一块巨大的共享内存上，使得任何处理器都能够访问任何一段内存。这种技术的优点是在并行环境中可以简化操作系统、编译器和应用程序的设计，缺点是当处理器数目增加时性能会迅速下降而成本会迅速上升。着名的Cray T90超级计算机使用的就是这种技术，目前很多的RISC工作站也使用这种技术。这种技术在很多新的并行计算实现上也被部分借鉴。

■ 分布式内存（Distributed Memory）：

每个处理器（PE）只访问自己的本地内存，处理器之间通过某种连接机制进行通讯，从而进行协同工作，成为一台并行计算机。这种技术的优点是可以很容易地组合很多标准计算机硬件成为一台超级计算机，与其它技术相比具有很高的性能价格比和可扩展性。缺点是应用程序中必须包含明确的信息传递调用以利用并行架构，而且编译器、调试器、并行化工具和性能监测工具的设计也会非常复杂。使用这种技术时，连接机制的选择至关重要。带宽和时延会直接影响整个系统的性能。这种技术在新兴的Linux HPC中广为采用。

■ 虚拟共享内存（Virtual Shared memory）：

这种技术将分布式内存虚拟为统一的内存空间，从而获得分布式内存和共享内存技术的所有优点。但是由于过多的内存访问调度，在目前的技术水平上性能非常差。目前的实际应用中不会采取这种技术。