§3 共享主存构形阵列处理机中 并行存储器的无冲突访问

总结
选择适当的存储体数m--达到无冲突访问
一维向量：顺序存放，防止步长与m成比例； m取质数，且与步长互质。
多维向量：错位存放，满足行、列、对 角线等方式； 常用方法：存储体数为质数，将向量变 换成一维数组S，再对S进行处理。
消息寻径方式
四种寻径方式：线路交换，存储转 发、虚拟直通和虫蚀寻径等。
Buffer Buffer Buffer
有冲突，有缓冲，分片，路由 Stored and Forward（存储转发）
虚拟直通(virtual cut through)
当接收到用作寻径的消息头部时， 即开始路由选择。通信时延公式：
T=(Lh/B) ∗ D + L/B = (Lh ∗ D+ L)/B 其中：Lh是消息的寻径头部的长度， 一般有，L>>Lh×D； 通信时延可以近似为：T＝L/B，与结点 数无关。
线路交换： 无冲突，独享，资源浪费
存储转发(store and forward)
每个结点有一个包缓冲区，包从源结点经过中 间结点到达目的结点。 存储转发网络的时延与源和目的地之间的距离 成正比。传输时延公式： T = (L/B) ∗D + L/B = (D + 1) ∗ L/B 优点：占用物理通路的时间比较短。 缺点：包缓冲区大，时延大（与结点距离成正 比）。
消息格式：消息是结点间通信的逻辑单位，
它常常由任意数目的长度固定的包所组成，因 此其长度是可变的。
包是包含寻径目的地址的基本单位。每个包需要一 个序号，以便重新组装消息。 可以将包进一步分成一些固定长度的片，寻径信息 和序号形成头片，其余的片是数据片。
消息
包
片
D
D
D
D
D
D
S
R
R：导径信息 S：序号 D：数据片 R：在消息传递网络中通信的信息单位：消息、包和片的格式
一维数组
连续访问m=4个元 素访问，无冲突 按2变址，冲突， 降低一半 M应取质数，避免 冲突（只要变址跳 距与m互质）
0 a0 a4 a8 a12 1 2 3 a1 a2 a3 a5 a6 a7 a9 a10 a11 . . .
二维数组
同时访问某一行、 主对角线或次对角 线上的所有元素， 无冲突 同时访问某一列， 冲突，降低成1/4
把包分成更小的片。每个结点的寻径器 中有片缓冲区。 用头片直接开辟一条从输入结点到输出 结点的路径。每个消息中的片以流水方 式在网络中向前“蠕动”。 当消息的头片到达一个结点A的寻径器后， 寻径器根据头片的寻径消息立即做出路 由选择
线路交换(circuit switch)
先建立一条从源结点到目的结点的物理通路， 然后再传递消息。传输时延公式： T = (Lt/B)∗D+LBaidu NhomakorabeaB，
其中：Lt为建立路径所需小信息包的长度 L为信息包的长度 D为经过的结点数 B为带宽。
优点：实际通信时间较短，使用缓冲区 缺点：建立源结点到目的结点的物理通路 开销很大，占用物理通路的时间长。
虚拟直通(virtual cut through)
当出现寻径阻塞时，只能将整个消息存 储在寻径结点中。 主要优点：通信延迟与结点数无关。 主要缺点：每个结点需要有足够大的缓 冲区来存储最大信息包。在最坏的情况 下与存储转发方式的 通信时延是一样的， 经过的每个结点都发生阻塞，都需缓冲
虫蚀寻径(wormhole)
§3 共享主存构形阵列处理机中并 行存储器的无冲突访问
访问需求
并行存取向量中各分量信息； 可按行、列、对角线等方法存取(步长不一致)。
存在问题
存储器带宽限制—存储器带宽达不到向量带宽； 访存方式(步长)不同，产生访存冲突。
解决方法
采用多体交叉存储器--增加MEM带宽 对向量分组操作--解决MEM带宽小于向量带宽问题
0 a00 a10 a20 a30 1 a01 a11 a21 a31 2 a02 a12 a22 a32 3 a03 a13 a23 a33
错位存放
0 a00 a13 a22 a31 1 a01 a10 a23 a32 2 a02 a11 a20 a33 3 a03 a12 a21 a30 0 1 a00 a01 a13 a21 a22 a30 2 a02 a10 a23 a31 3 4 a03 a11 a12 a20 a32 a33