proPar Curso 18/19 4 2, 3, 2 2, 4 3 Computadores Paralelos

Presentación del tema: "proPar Curso 18/19 4 2, 3, 2 2, 4 3 Computadores Paralelos"— Transcripción de la presentación:

1 proPar Curso 18/19 4 2, 3, 2 2, 4 3 Computadores Paralelos Programación basada en paso de mensajes Técnicas básicas de programación paralela Compulsiva, Divide y Vencerás, Pipeline, Síncrona, Equilibrado de carga y Terminación Programación basada en memoria común Algoritmos y aplicaciones Ordenación, …

2 proPar Temario comParalelos-2
COMPUTADORES PARALELOS Necesidad de mayor capacidad de cómputo Tipos de computadores paralelos Redes directas Redes de PC’s como plataforma multicomputador Posibilidades de acelerar usando varias CPU’s

3 proPar Necesidades comParalelos-3
¿Se necesita más potencia que la de un superPC? Modelización predictiva y Simulaciones Diseño y automatización (Proyectos de ingeniería) Exploración de recursos energéticos Investigación médica y militar Investigación básica Dibujos animados y efectos especiales Realidad virtual eCommerce y Web serving ¿ Big Data ? ¿ Visibilidad ? ¿De qué orden de magnitud estamos hablando “Flops”?

4 proPar Necesidades comParalelos-4
SDK-85 de 1977 a 250$ Intel 8085A 3MHz y B RAM Usado en EUI en 1980/81 MZ 80B de 1981 a 1100£ Zilog Z-80A 4MHz y KB RAM Usado en TFC en 1983 ¿Algo más conocido?

5 proPar Necesidades comParalelos-5
PC-XT de 1984 a 6.000€ Intel 8080 4,77MHz y KB RAM Disco duro de 10 MB Gasto inviable en EUI 84/85 19.000€ ¿Qué tenemos hoy?

6 proPar Necesidades comParalelos-6
Teoría Experimentos Simulación peligro inviable caro

7 proPar Necesidades Introducción-7
1 13 21 7 32 17 5 10 44 46 ¿Mañana? t1 paso 12 min 1 13 22 8 27 23 5 21 10 44 33 53 t120 13 19 81 6 21 17 9 73 15 99 62 t2 Escala cósmica 100 años Escala humana Escala nano 1 femtoseg

8 proPar Necesidades Introducción-8
15 al 18 de octubre de 2014

9 proPar Necesidades comParalelos-9

10 proPar Necesidades comParalelos-10

11 proPar Necesidades comParalelos-11
Predicción del tiempo (CESGA: METEO ) 250 Km 35 niveles (T, P, H, VV, DV, …) celdas y paso de 10 seg ¿ Tiempo para 24 horas ? ¿Con un PC? Fujitsu VPP300E => 6h30m Predicción a días (ECMWF: celdas y paso de 20 minutos Predicción a 10 días: Fujitsu VPP700 => 1h35min 2003 16Km 2015 10Km Nuevo supercomputador y modelo: 40  25Km; 60  91 niveles; 15’  12’; Op*4 2006

12 proPar Necesidades comParalelos-12
Predicción a 10 días (ECMWF: Fortran90+MPI+OpenMP Típico: tareas MPI 2 o 4 threads OpenMP 288 núcleos “predecir” IBM p 2016.. 8.499 10 900 Jun/2016: Nuevo sistema “2 x Cray XC40” => #36 y #37 en TOP500

13 proPar Necesidades comParalelos-13
Predicción a 10 días (ECMWF: ¡ ≈ 1% de las prestaciones del sistema !

14 proPar Necesidades comParalelos-14

15 proPar Necesidades comParalelos-15
Prensa 9/11/11: Los satélites que miran de cerca atinan la predicción meteorológica Imagen del Metop A Detectan el 80% de las lluvias significativas [Llueve algo] Sólo detectan el 25% de las fuertes lluvias [+10 litros/24h] Estudio INME 2001 1980 2010 A 3 días 85% 98% A 5 días 65% 90% Distancia 36.000Km 800Km

16 proPar Necesidades comParalelos-16
“N-body” Interacción de astros en el espacio (galaxia) m1 m2 m3 m4 Complejidad O(N2) => O(Nlog2N) Galaxia => 1011 estrellas Una interacción en 100 nseg. Una iteración (24 horas) => horas PC ¿ Seguro ? => ¿ Qué memoria se necesitaría ? ftp://io.cc.gettysburg.edu/pub/misc/pc/gravity.zip (Gravity): Un simulador para pocos cuerpos:

17 proPar Necesidades comParalelos-17
8.000 ordenadores  millones de años Cubo de 346 millones años luz 3 meses vs 2000 años

18 proPar Necesidades comParalelos-18
Ingeniería: Aviones y turbinas

19 proPar Necesidades comParalelos-19
Aplicaciones médicas: MRI, Simular sistema cardiaco, … Aorta: un latido puntos ecuaciones 35 días 8 núcleos Xeon

20 proPar Necesidades comParalelos-20
Aplicaciones médicas: Aneurisma de la aorta abdominal 10ª causa de muerte en hombres mayores de 50 años 2012: Óptimo entre 8 y 32 núcleos

21 proPar Necesidades comParalelos-21

22 proPar Necesidades comParalelos-22

23 proPar Necesidades comParalelos-23
Sep/2012 ¿ A partir de $ ? K100 K25

24 proPar Necesidades Introducción-24
elpais.com/elpais/2014/10/24/ciencia/ _ html BSC Una semana  horas con cores

25 proPar Necesidades Introducción-25
Centro de Supercomputación de Pittsburgh 24Nov2014 Fase1 Ene2016 752+16 8 2 cores

26 proPar Necesidades Introducción-26
Centro de Supercomputación de Pittsburgh “Projects in Scientific Computing (160)” folding.stanford.edu Plegamiento de proteínas Predicción de tormentas Estudios de turbulencias Modelos sísmicos Investigación: SIDA, CANCER Modelización del fluido cardiaco Fenómenos oceánicos Dinámica de fluidos y electromagnetismo átomos Simular 1seg 256 procesadores ¡¡ 3 meses !! ¡¡ Tifón !! NTL9 1mseg

27 proPar Necesidades comParalelos-27
Centro de Supercomputación de Pittsburgh + CAPS + NOAA + … 4Mayo2007 Tornado EF5 Greensburg Emergencia 30´ antes Suenan sirenas 20´ antes “Sólo 10 víctimas” 95% del pueblo arrasado ¿Será posible predecir antes? 1989: Escepticismo: caóticos e impredecibles 2007: Investigadores+Supercomp. viable predecir a 24 horas

28 proPar Necesidades comParalelos-28

29 proPar Necesidades comParalelos-29
3 meses vs años [prueba y error] “918 candidatos”