Istnieją dwa zasadnicze podejścia do realizacji przetwarzania równoległego: wieloprocesorowość oraz konfiguracje klastrowe. Każda z nich ma swoje zalety i wady i w przypadku niektórych zastosowań - ale nie wszystkich -może okazać się najlepsza.

Wieloprocesorowość

Podejście to zakłada rozbudowę pojedynczego komputera poprzez dodawanie kolejnych procesorów. Najpopularniejszą odmianą tej koncepcji jest obecnie SMP (symetryczne przetwarzanie wieloprocesorowe), którego celem jest optymalne wyważenie obciążenia poszczególnych procesorów. W architekturze SMP wspólna jest pamięć, układy I/O oraz kopia systemu operacyjnego. Cała pamięć jest dostępna wszystkim procesorom, co powoduje, że wyważenie stopnia obciążenia i równoległa praca na tych samych danych są stosunkowo łatwe do realizacji. Tego typu scenariusz jest często spotykany, np. w przypadku aplikacji, w których wielu użytkowników korzysta z tej samej bazy danych. Z drugiej strony fakt, że wszystkie procesory korzystają z tej samej szyny prowadzącej do pamięci głównej stawia górne ograniczenie na liczbę procesorów (maks. 12). Po przekroczeniu tej liczby pamięć okazuje się niewystarczająca w stosunku do szerokości pasma lub też konieczne stają się bardzo drogie rozwiązania magistrali.

SMP to najprostsza forma umożliwiająca wprowadzenie przetwarzania równoległego. Ich podobieństwo do systemów jednoprocesorowych powoduje, że są one łatwe w zarządzaniu przy wykorzystaniu analogicznego modelu programowania. Możliwość rozbudowy jest jednak ograniczona dwoma czynnikami: szerokością pasma wewnętrznej magistrali systemowej oraz wewnętrznymi wymaganiami w zakresie synchronizacji, wynikającymi z ograniczeń systemu operacyjnego oraz - w zastosowaniach biznesowych - systemu zarządzania bazą danych.

Za najbardziej wydajne systemy unixowe typu SMP uważane były do niedawna maszyny Hewlett-Packarda. Są to serwery HP 9000 klasy T, z których światowym liderem w testach TPC-C był T500 (5369 tmpC przy koszcie 535 USD/tpmC). T520, który ukazał się na rynku we wrześniu br., będzie, zdaniem HP, bardziej wydajny od T500 o ok. 15%. 27 października br. ogłoszono wyniki, które prawie dwukrotnie biją rekordy osiągnięte przez Hewlett-Packarda. Ośmioprocesorowy AlphaServer 8400 firmy Digital osiągnął współczynnik 9414 tpmC przy rewelacyjnie niskim koszcie 316 USD/tpmC.

Konfiguracje klastrowe

Systemy SMP nie są niestety odporne na awarie i można je rozbudować tylko do 12 procesorów. W dziedzinie zastosowań wymagających ciągłego dostępu do systemu najpowszechniejszym rozwiązaniem są konfiguracje klastrowe.

Klaster to grupa niezależnych systemów zwanych węzłami. Każdy węzeł składa się z jednostki centralnej z własną pamięcią i własnymi układami I/O wyposażoną w niezależną kopię systemu operacyjnego. Węzły komunikują się między sobą za pośrednictwem superszybkiej sieci lokalnej. Konfiguracja klastra może być oparta na: niezależnych dyskach zainstalowanych w każdym węźle, pozwalających na wykrycie awarii i przejęcie zadań uszkodzonego komputera, jedenym wspólnym dysku lub też rozproszonej pamięci dyskowej, w której każdy węzeł dysponuje własnym dyskiem, a dane są dzielone między nimi.

Strategia HP

Strategia HP zakłada dwie możliwości dochodzenia do przetwarzania równoległego. Pierwsza z nich polega na połączeniu dwóch lub więcej istniejących serwerów HP 9000 w równoległe konfiguracje klastrowe. Przy tej opcji, w chwili pojawienia się konieczności wprowadzenia w życie przetwarzania równoległego, użytkownicy mogą odpowiednio pogrupować posiadany sprzęt.

Druga możliwość, to tzw. Enterprise Parallel Clustering. Są to kompletne, fabrycznie zintegrowane systemy, oparte na połączeniu kilku serwerów HP 9000 klasy T lub K w superwęzły (maks. 32). Wewnętrzne połączenia pomiędzy takimi serwerami oraz między nimi a pamięcią masową wykonane są w superszybkiej technologii Fibre Channel.

Rozwiązania obu typów mogą być stosowane w środowiskach przetwarzania wsadowego, w których programy zarządzające kolejką rozdzielają napływające zadania, starając się równomiernie obciążać poszczególne maszyny. Po wprowadzeniu konfiguracji klastrowej aplikacje pracują w sposób nie zmieniony, co upraszcza implementację z punktu widzenia użytkownika.

Obecnie nie ma zbyt wielu wersji aplikacji równoległych dla konfiguracji klastrowych, a użyteczność tej koncepcji jest mocno ograniczona ze względu na szybkość przesyłania danych w sieci. W miarę powstawania takich aplikacji i narzędzi realna stanie się możliwość zwiększania wydajności systemu (postrzeganego z zewnątrz, jak pojedynczy komputer) nawet o 50 razy w stosunku do mocy obliczeniowej zwykłego komputera SMP. Tego typu rozwiązania HP zamierza wprowadzić na rynek w 1996 r.