II. ARQUITECTURAS PARALELAS

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1 II. ARQUITECTURAS PARALELAS
Tanenbaum(95), Define una taxonomía de máquinas paralelas: COMPUTADORAS PARALELAS Y DISTRIBUIDAS Débilmente Aclopadas Fuertemente Aclopadas MULTIPROCESADORES (PRAM) MULTIPROCESADORES (MEMORIA COMPARTIDA) CON CONMUTADOR (ORIGIN 2000) BUS (SECUENCIA) BUS (Redes, LAN) CON CONMUTADOR (Hipercubo, Transputer)

2 Continuación ... Los Multiprocesadores fuertemente acoplados utilizan una tecnología basada en Transputers (Procesadores VLSI y UVLSI). Un Transputer se caracteriza por su gran desempeño y porque permite el procesamiento paralelo a través de su propio Hardware. Es un procesador con su propia RAM y conjunto de ligas de comunicación mediante las cuales se interconectan con otros procesadores, cada uno trabaja en forma autónoma y asíncrona. Este tipo de máquinas constituyen una arquitectura de tipo MIMD. Algunos de los dispositivos que incluyen los Transputers son: Controladores de Almacenamiento Secundario. Controladores de Dispositivos de I/O. Procesadores de propósito general. Controladores de Memoria RAM. Controladores de Memoria Caché Interna. ALUs.

3 Interface de aplicación Específica
Transputers ... Arquitectura General de un Transputer. Se Pueden construir transputers con diversas topologías. Las topologías típicas en este tipo de multiprocesadores son: Bus. Red. Conmutador. Servicios del Sistema Procesador I/O Liga Interface I/O Servicios del Sistema Liga Interface Interface de aplicación Específica

4 Generaciones de la Arquitectura Transputer ...

5 MAQUINAS PRAM Las Parallel Random Access Machine Proveen las misma características que una máquina de Von Neumann, pueden programarse con algoritmos secuenciales. Permiten el diseño de algoritmos paralelos con una gama de recursos potencialmente ilimitados. Los algoritmos PRAM tiene un costo por utilizar algoritmos secuenciales. Los costos más típicos en una máquina PRAM son: Costos Uniformes (Programación secuencial). Costos Logarítmicos, que se utilizan para sincronización de procesadores. Costos de aplicar algoritmos de mezclas para obtener los resultados. Una máquina PRAM consiste de un Transputer. La programación en máquinas PRAM puede desarrollarse en los siguientes modelos:

6 PRAM ... Modelo EREW (Exclusive Read Exclusive Write).
No se permiten conflictos de Lectura y Escritura. CREW (Concurrent Read Exclusive Write). Se permiten lecturas simultaneas Conflictos de Escritura no son Permitidos. CRCW (Concurrent Read Concurrent Write). Lecturas y escrituras concurrentes son permitidas. Se utilizan métodos de copias y transacciones para lograrlo. En la actualidad existen máquinas que utilizan uno u otro modelo para lograr la programación Paralela. Las máquinas EREW son las más utilizadas ya que por medio del tiempo compartido es posible simular CREW y CRCW. UNIX es un sistema típico EREW que simula modelos CRCW.

7 ORGANIZACIÓN DE PROCESADORES.
La organización de computadoras paralelas puede representarse mediante una Gráfica de interconexión. Lo nodos o vértices representan procesadores Los arcos representan comunicación entre procesos. La organización de máquinas escalables pueden ser evaluados de acuerdo a criterios que permiten entender la efectividad de implantación y la eficiencia del hardware real. Los criterios son: Diámetro. Ancho de Corte (Bisection). Número de arcos por nodo. Máxima longitud de arcos. El Diámetro de una red de interconexión es la distancia máxima entre dos nodos. Entre más pequeño se es mejor.

8 Continuación ... El ancho de corte de una red (Bisectión), es el mínimo número de arcos que pueden ser removidos para dividir la red en dos partes separadas. Entre más grande se es mejor (más información puede transportarse entre procesadores). El número de Arcos por nodo es una medida independiente del tamaño de la red. Las máquinas multiprocesadoras son más fácilmente escalables si el número de arcos es más grande. Máxima longitud de Arcos. Por razones de escalabilidad es mejor que el número de nodos y arcos puedan crecer en forma tridimensional donde la máximo longitud de arcos es constante, independientemente del tamaño de la red. Estos criterios ayudan a determinar que tan eficiente y escalable es una máquina mutiprocesadora. En la actualidad existen máquinas con diferentes tipos de organización que ofrecen distintas propiedades.

9 Tipos de Organización ... La organización de máquinas multiprocesadores más típicas son: Mesh Networks. Binary Tree Networks. Hypertree Networks. Pyramid Networks. Butterfly Networks. Hypercube Netwoks. Cube-Connected Cycles Networks.