II.%20ARQUITECTURAS%20PARALELAS

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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)
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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.

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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
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Generaciones de la Arquitectura Transputer ...
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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

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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.

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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.

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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.

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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.