Sistemas Multiprocesador

1. Clasificación (Taxonomía de Flynn):

1.1. SISD

1.1.1. Una sola instrucción en un dato determinado

1.1.1.1. Mono procesadores

1.2. MISD

1.2.1. Nunca se ha utilizado

1.2.1.1. • Nunca se ha implementado • Se transmite una secuencia de datos a varios procesadores, cada uno de los cuales ejecuta una instrucción diferente sobre los mismos • Múltiples secuencias de instrucciones y múltiples secuencias de datos

1.3. SIMD

1.3.1. Una instrucción sobre múltiples datos

1.3.1.1. • Única corriente de microprocesadores • Las aplicaciones multimedia toma ventajas de esta • No todos los algoritmos se pueden vectorizar y tiene grandes archivos de registro que aumenta el consumo de energía y área del chip

1.4. MIMD

1.4.1. Múltiples instrucciones sobre múltiples datos

1.4.1.1. Memoria compartida (SMP y Numa) Memoria distributiva (Clusters)

1.4.1.1.1. Clusters

1.4.1.1.2. NUMA

2. Ley de Moore

2.1. Postula que los transistores se duplican y se reducen costos cada 2 años

2.2. A partir del 2002 esta teoría empieza a flaquear

2.3. Consecuencias:

2.3.1. El coste se reduce cada 2 años

2.3.2. Incremento exponencial de la velocidad del procesamiento

2.4. Limites

2.4.1. • Limite financiero • Prestaciones de procesadores

3. Microprocesadores

3.1. Posibilidad incrementar la velocidad

3.1.1. Aumentar la velocidad del procesador (disminuir tiempo resolución/búsqueda)

3.1.2. Dedicar muchos procesadores a una tarea (utilizar múltiples procesadores)

3.2. Ventajas del microprocesador

3.2.1. Programación muy similar a la programación multihilo en un procesador.

3.2.2. Para programas que utilizan mucho la memoria compartida el uso adecuado de los datos globales en la caché local puede acelerar mucho la ejecución.

3.2.3. Los procesadores comerciales actuales suelen disponer de extensiones hardware que soportan la coherencia de memoria caché, abaratando la construcción de multiprocesadores de pocos procesadores.

3.3. Desventajas del microprocesador

3.3.1. Coste del hardware, especialmente del sistema de coherencia de memoria caché.

3.3.2. Dificultad en la escalabilidad especialmente por la coherencia de la memoria caché.

4. Evolución de los sistemas de procesamiento en paralelo:

4.1. • Desde 1972 hasta 1982:

4.1.1. Primeros ordenadores vectoriales ejemplo: Cray-1

4.2. • Primera mitad de los años 80.

4.2.1. Ordenadores vectoriales de grandes prestaciones. Dos tipos:

4.2.1.1. Arquitectura paralela: (Cray X-MP)

4.2.1.2. Con muchas unidades aritméticas:(Fujitsu VP200).

4.3. • Segunda mitad de los años 80.

4.3.1. Evolución de los ordenadores vectoriales: (Cray Y-MP, Fujitsu VP2600)

4.3.2. Máquinas masivamente paralelas (MPP): Son de tipo SIMD (CM-2).

4.4. • Primera mitad de los años 90

4.4.1. Sistemas vectoriales multiprocesadores: (Memoria compartida: Cray J90

4.4.2. Memoria distribuida: VPP500) y Sistemas MPP: (SIMD: MP-2 MIMD: Multicomputadores, Intel Paragon, CM-5)

4.4.3. Evolución hacia sistemas escalables Tres tipos de sistemas todos de tipo MIMD: (Cluster Constelaciones, MPP)

4.5. • Segunda mitad de los años 90

4.5.1. Sistemas no escalables: (Multiprocesadores vectoriales de memoria compartida: Cray T90

4.5.2. Multiprocesadores vectoriales de memoria distribuida: Fujitsu VPP700)

4.6. • Últimos años

5. Demandas del panorama actual

5.1. Velocidad de procesamiento

5.2. Capacidad de manejo de información

5.3. Aplicaciones que lo demandan

5.3.1. • Múltiples campos de procesamiento • Simulación de modelos complejos • Ingeniería: Aeronáutica, Industrias petróleo, Automoción, Farmacéutica, Electrónica