arqAva Presentación Curso 18/19 Departamento: Sistemas Informáticos (ATC) (Bloque IV - Planta 4ª) Profesores: Pablo Carazo D4417 email: pcarazo@etsisi.upm.es José L. Esteban D4414 email: joseluis@etsisi.upm.es TABLÓN DE ANUNCIOS: www.etsisi.upm.es/escuela/dptos/si Normas del Curso Tutorías Notas Exámenes PRÁCTICAS: Laboratorios 4401 y 4405 Martes 11:00 a 13:30 Miércoles 10’00 a 13’30

arqAva Presentación 2 Mi despacho Tablón Secretaria M y X

“Aumento de prestaciones” arqAva Presentación 3 “Aumento de prestaciones” Un año 6 meses Alta productividad Alto rendimiento 3 en un año Misma tarea en menos tiempo + gente + ahínco mejor + CPU’s + GHz algoritmo Más tareas en el mismo tiempo

arqAva Presentación 4 Ordenación con distintos algoritmos [Core 2 Quad Q6600] 42.000 3:400 84.000 13:530 168.000 54:064 Burbuja 2:210 8:823 35:254 ranksort 0:745 2:972 11:844 SelecDir 0:368 1:477 5:865 InserDir 0:004 0:013 0:025 quickSort Cardinalidad quickSort 262.144 1.048.576 8.388.608 33.554.432 0:031 0:129 1:170 5:048 Radix 32_4 0:015 0:058 0:466 1:685

“Aumento de prestaciones” arqAva Presentación 5 “Aumento de prestaciones” Un año 6 meses Alta productividad Alto rendimiento 3 en un año Misma tarea en menos tiempo + gente + ahínco mejor + CPU’s + GHz algoritmo Más tareas en el mismo tiempo

arqAva Presentación 6 Evolución de la frecuencia del reloj de los microprocesadores 3..5GHz 2018 3GHz

“Aumento de prestaciones” arqAva Presentación 7 “Aumento de prestaciones” Un año 6 meses Alta productividad Alto rendimiento 3 en un año Misma tarea en menos tiempo + gente + ahínco mejor + CPU’s + GHz algoritmo Más tareas en el mismo tiempo

Poner a trabajar juntos a varios procesadores (2 ... 10.000 ...) arqAva Objetivo 8 Poner a trabajar juntos a varios procesadores (2 ... 10.000 ...) ¿Buses? Intel AMD Oracle 18 núcleos 32 núcleos 32 núcleos Decenas de núcleos Miles de núcleos 28 72 RED

OBJETIVOS: “Aumento de prestaciones” arqAva Presentación 9 OBJETIVOS: “Aumento de prestaciones” ALTERNATIVAS AL MODELO DE VON NEWMANN Poner a trabajar juntos a varios procesadores (2..10000) 18 núcleos 16 núcleos 32 núcleos PARALELISMO INTERNO Arquitecturas superescalares PARALELISMO DE DATOS Sistólicos Vectoriales GPU’s y CUDA Multi Threading IMPLEMENTACIONES CONCRETAS (Prácticas)

Programa de Teoría Horas arqAva Presentación 10 Programa de Teoría Horas INTRODUCCIÓN 5 CONECTIVIDAD 8 COPROCESAMIENTO 3 MÁQUINAS MIMD 8 MÁQUINAS SIMD 4 PARALELISMO INTERNO 2 Pruebas parciales 3 Bibliografía Transparencias => WWW “Interconnection networks. …” José Duato y …, 2003 “Parallel Computer Architecture. A Hw/Sw approach”. David E. Culler y Jaswinder Pal Singh, 1999 “Computer Architecture. ...” Hennessy y Patterson, 2012

Marzo_Abril y Abril_Mayo => Parallella y CUDA arqAva Presentación 11 Programa de Prácticas Entorno 2 clusters de 19 + 12 PC’s -4 núcleos- [76+48 núcleos] 12 Placas Parallella de 2 + 16 núcleos 12 TEGRA TK1: 4 + 192 núcleos “C” + MPI “Message Passing Interface” + CUDA Planificación 26 29 30 31 1 Febrero 4 5 6 7 8 Formar ¿grupos? de prácticas 11 12 13 14 15 18 19 20 21 22 26 Feb ... Hacer una práctica ... 12 Marzo P0: Toma de contacto con MPI Paralelizar Ordenación, Primos, Viajante, Cifrado, Palabras, Crypt, … Marzo_Abril y Abril_Mayo => Parallella y CUDA

arqAva Presentación Planificación 12 Enero Teoría Jueves Prác. Martes Abril Teoría Jueves Prác. Martes J 24 Presentación M 2 2. Parallella M 29 Introducción J 4 MIMD J 31 Introducción M 9 Febrero J 11 P2 M 5 Conexión Semana Santa J 7 Conexión M 12 1. MPI P0 M 23 3. CUDA J 14 Conexión J 25 SIMD M 19 1. MPI P0 M 30 3. CUDA J 21 Conexión Mayo M 26 1. MPI P1 J 2 J 28 P1 y Copro M 7 3. CUDA Marzo J 9 SIMD M 5 1. MPI P1 M 14 J 7 Coprocesa J 16 SIMD/MT M 12 1. MPI P1 M 21 J 14 MIMD J 23 P3 M 19 2. Parallella J 21 MIMD M 26 2. Parallella J 28 MIMD

arqAva Presentación 13 25+5+5 = 215 => 32.768 colores => 43 segundos Con 16 cores => 3 segundos

arqAva Presentación 14 28+8+8 = 224 => 16,8 mill colores => 6 horas Con 20 cores => 18 minutos

arqAva Presentación 15 12 ciudades => 12,5 segundos 13 ciudades => 169,4 segundos  16 cores 12,9 seg