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Procesadores: Estructura de los sistemas paralelos




Enviado por Pablo Turmero



Partes: 1, 2


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    ? Procesadores cada vez más eficientes:
    2-6 Gflop/s

    ? Dos mercados:

    – gama “alta”
    IBM ? Power4, 5, PowerPC, Cell
    Intel / HP ? Itanium 2 , IA64
    – gama “baja”
    Intel ? Pentium 4, Xeon
    AMD ? Opteron
    Un procesador

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    Itanium (IA-64)

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    IBM Power4/5

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    IBM Power4/5

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    IBM Power4/5

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    ? La busca de paralelismo a nivel de instrucción tiene un límite, marcado en muchas ocasiones por la propia aplicación (+ hard, + soft).

    Existen múltiples problemas para los que un solo procesador no es suficiente, por más que éste sea cada vez más rápido.

    Y en otros muchos casos, es posible reducir sensiblemente el tiempo de ejecución.
    Necesidad de Paralelismo

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    ? Ejemplo “simple”: meteorología
    atmósfera dividida en “puntos” de 1x1x1 km3 ? 1010 puntos
    300 operaciones c.f. / elemento ? 3 x 1012 f
    cada 10 minutos (144 veces día) ? 5 x 1014 f
    una máquina a 1.000 MF/s ? 5 x 105 s

    ? simular una interacción … 6 días.
    Además, el tamaño de las tareas a ejecutar puede crecer todo lo que queramos.
    Necesidad de Paralelismo

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    ? Solución: Paralelismo

    Utilizar P (muchos) procesadores que cooperen en la resolución de un problema, para ir P veces más rápido.
    + tolerancia a fallos + throughput + entrada/salida
    Necesidad de Paralelismo

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    (Gp:) Array

    Vectorial

    (Gp:) MP
    (Gp:) P
    (Gp:) C
    (Gp:) bus
    (Gp:) memoria compartida
    (Gp:) SMP

    (Gp:) MPP/NUMA

    Clusters
    (Gp:) memoria distribuida
    (Gp:) P
    (Gp:) C
    (Gp:) M
    (Gp:) red general

    (Gp:) 1
    (Gp:) 1
    (Gp:) N
    (Gp:) N
    (Gp:) SIMD
    (Gp:) MIMD
    (Gp:) SISD
    (Gp:) fl. instrucciones
    (Gp:) flujo datos

    Clasificación

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    ? Dos arquitecturas básicas:
    1. Memoria compartida (shared memory):
    El espacio de direccionamiento es único. Todos los procesadores pueden acceder a todas las posiciones de memoria. La comunicación entre procesos es a través de variables compartidas.
    2. Memoria Distribuida (distributed memory):
    Cada procesador tiene un espacio de direccionamiento privado. No existen posiciones de memoria comunes. La comunicación entre procesos es mediante paso de mensajes.
    Sistemas SIMD

    Partes: 1, 2

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