成果名称 ---【 分布式共享存储MPP系统的层次结构 】

基本信息
所属机构
中国科学院计算技术研究所
主题词
分布式;共享;mpp
研究起止时间
1998.01 至2000.12
成果公报内容
主要研究分布式共享存储MPP系统的体系结构。包括分布式共享存储系统的访存模型、存储一数性模型、高速缓存一致性协议、互连网络等。提出了分布式共享存储系统的一些数学模型,而且实现了一个具有一定实用价值的虚拟共享存储系统。在该系统的基础上,提出了一些提高共享存储系统性能的新方法。主要研究成果包括: l 从访存事件次序的角度分析了共享存储多处理机系统中串行执行和并行执行的正确性条件,建立了一个用于描述共享存储系统访存行为的数学模型。在国际上首次提出并证明了在顺序一致的共享存储系统中实现乱序执行等提高系统性能的方案。 l 提出了一个存储一致性模型的框架模型。给出了用于描述多种存储一致性模型的数学方法,可用于判断一个并行体系结构是否实现了某种存储一致性模型。 l 提出了一个基于锁的高速缓存一致性协议。通过附带在锁上的信息来维护一致性,从而避免了分布式共享存储系统传统目录协议中由目录引起的存储开销和系统复杂度,提高了系统的性能和可伸缩性。 l 在上述理论工作的基础上,研制了一个基于工作站机群的虚拟共享存储系统JIAJIA。JIAJIA实现了基于锁的高速缓存一致性协议,并在国际上的同类系统中首次实现了把多台机器的内存空间组织成更大的共享空间,可以通过并行提高性能及通过联合多机的内存增加解题的规模,大大简化并行程序的设计,并可几乎可运行于所有目前流行的UNIX操作系统。 l 在JIAJIA系统的研制过程中,提出了若干分布式共享存储系统的优化策略,包括:单写的识别;数据自动迁移;基于SMP机群系统的优化;预取等等。可以有效地降低共享存储系统的开销。 l 设计了一个支持远程快速访问的交叉开关,可以用于组成交叉开关网络,并支持远程访问,有利于共享存储系统的实现。 目前,研究结果已引起国内外同行的重视并得到具体应用。发表专著一部,论文二十多篇。JIAJIA共享虚拟存储系统已被二十多个国家和地区的100多个科研单位使用,如已移植到曙光系列高性能计算机上。并且已经在一些生产部门得到应用。


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