A Parallel Emulation Scheme for Data-Flow Architecture on Loosely Coupled Multiprocessor Systems

이완 결합형 다중 프로세서 시스템을 사용한 데이터 플로우 컴퓨터 구조의 병렬 에뮬레이션에 관 한 연구

Parallel architecture based on the von Neumann computation model has a limitation as a massively parallel architecture due to its inherent drawback of architectural features. The data-flow model of computation has a high programmability in software perspective and high scalability in hardware perspective. However, the practical programming and experimentaion of date-flow architectures are hardly available due to the absence of practical data-flow, we present a programming environment for performing the data-flow computation on conventional parallel machines in general, loosely compled multiprocessor system in particular. We build an emulator for tagged token data-flow architecture on the iPSC/2 hypercube, a loosely coupled multiprocessor system. The emulator is a shallow layer of software executing on an iPSC/2 system, and thus makes the iPSC/2 system work as a data-flow architecture from the programmer`s viewpoint. We implement various numerical and non-numerical algorithm in a data-flow assembler language, and then compare the performance of the program with those of the versions of conventional C language, Consequently, We verify the effectiveness of this programming environment based on the emulator in experimenting the data-flow computation on a conventional parallel machine.

노이만 계산 모델의 병렬처리 구조는 구조 속성상의 취약성으로 인해 대량 병렬처리 구조로서는 한계가 있다. 데이터 플로우 계상 모델은 소프트웨어적 고 프로그램성과 하드웨어적 높은 개발 가능성을 갖고 있다. 그러나 실제 데이터 플로우 구조에서는 프로그래밍과 실험을 행하고자 할때, 노이만 방식의 기계는 많지만 실제 데이터 플로우 컴퓨터가 없으므로 대단히 어렵다. 본 논문에서는 일반적 재래 병렬처리기계중 하나인 이완결합 다중프로세서 시스템위에서 데이터 플로우 방식의 계산을 수행시킬 수 있는 프로그래밍 환경을 제시하였다. 에뮬레이터는 iPSC/2 하이퍼 큐프를 이용하여 Tagged Token 데이터 플로우 구조를 구축하였다. 본 에뮬레이터는 iPSC/2시스템에서 소프트웨어적 박층 실험으로 프로그래머의 입장에서는 iPSC/2 시스템이 데이터 플로우 주고로서 농작하는 것으로 간주한다. 여러 가지 수치 혹은 비수치 알고리즘을 데이터 플로우 어셈블리어로 구현하여 재래식 C 언어에 의한 것과 프로그램의 성능을 비교하였다. 이로써, 재래식 병렬처리 기계상의 에뮬레이터를 통한 실험적 데이터 플로우 계산을 행할 때 이 프로그래밍 환경의 효율성에 대하여도 검정하였다.