以下先介绍互连函数,然后是单级互连网络,再介绍循环互连网络和多级互连网络,它们都是针对处理器数目很多的并行处理系统而设计的,统称为SIMD互连网络。
  就SIMD互连网络的设计目标来说,我们总希望其结构不要过分复杂以降低成本,又能提供连接的很大灵活性以满足算法和应用的需要,提高其性能。同时还希望这种互连网络又可以通过使用一系列规整单一的基本构件组合而成,或者经多次通过,或者经多级连接来实现复杂的互连,模块性好,以便于用大规模集成电路实现。
  对于多处理机,也同样存在从结构上如何解决好多个处理机之间的互连通讯问题,只不过由于多处理机目前的处理机机数较少,通常采用一般传统的结构方式实现,但并不是SIMD的互联网络只能用于SIMD系统,它们的目标是要以较少的步数实现任意两个处理器之间的连接,这与MIMD计算机的要求是一致的。SIMD互连网络其基本思想也同样适用于多处理机。对于多处理机互连网络,以下也将介绍几种主要的结构。
  互连网络是一种由开关元件按照一定的拓扑结构和控制方式构成的网络,用来实现计算机系统内部多个处理机或多个功能部件之间的相互连接。随着各个领域对高性能计算的要求越来越高,多处理机和多计算机系统的规模越来越大,处理机之间或处理单元和存储模块之间的通信要求和难度也越来越突出。所以互连网络已成为并行处理系统的核心组成部分,它对整个计算机系统的性能价格比有着决定性的影响。互连网络在多处理机系统中位置和作用如图10.25所示。
图10.25 互连网络在系统中的位置和作用

  图10.26是具有本地存储器、私有高速缓存、共享存储器和共享外围设备的多处理机系统互连结构。每台处理机Pi与自己的本地存储器(LM)和私有高速缓存(Ci)相连,多处理机-存储器互连网络IPMN与共享存储器模块(SM)相连。处理机通过处理机-I/O网络PION访问共享的I/O和外围设备。处理机之间通过处理机间通信网络IPCN进行通信。
图10.26 具有本地存储器、私有高速缓存、共享存储器和共享外围设备的一般处理机系统的互连结构