Arquitectura de Computadoras y Técnicas Digitales 2020 Clase: Sistemas de procesadores paralelos 1/2 – Transcript

00:01vamos toque en el botoncito play esto grabando cualquier consulta que tengan mientras voy hablando comando con dos monitores por ahí no veo los cambios en el chat no duden si tienen poner micrófono y interrumpir sí entonces bueno vamos a vamos a empezar vamos a ampliar el contexto no

00:28siempre la línea guía de la materia es de estudio del aumento de paral·lel y de rendimiento digamos a través de la implementación de paralelismo y hasta la clase pasada estudiamos la forma de implementar paralelismo dentro de un único procesador a través de varias estrategias que graban la mayoría de las arquitecturas paralelas que habíamos

00:55visto en la taxonomía porque ahí veíamos para el mismo nivel de instrucciones para el mismo a nivel de tres para el el in procesos para el mismo nivel de datos un montón de tipo de moral mismo que los hemos implementado en estrategias como los very long instrucción world los super escalares los epic los multi threading etcétera

01:22ahora vamos a cambiar la estrategia vamos a ver el último grupo de arquitecturas paralelas que es implementar paralelismo a partir de poner muchos procesadores sí como lo dije ya en otra oportunidad nada quita que estos procesadores sean un procesador super escalar de 8 núcleos dobles con soporte para multitarea

01:47o sea que tenga estrategias de paralelismo interno pero vamos a analizar las estrategias de implementación de paralelismo con varios procesadores obviamente acá lo que vamos a buscar es paralelismo a nivel de procesos completos no o dividir o tareas completas también dividido el programa en varias tareas y

02:14distribuir estas tareas en diferentes computadoras o procesadores o lo que sea y acá va a jugar un rol mucho más fundamental el tema de como se hace para acceder a la memoria cómo se hace para comunicar entre esas tareas y la comunicación entre las estaré más que pasajes de resultado sobre todo de variables que que ver con sincronización entre las tareas que tareas arranca qué tarea no arranca qué

02:42tarea accede un área protegida verano si memoria compartida es importante acá y obviamente como estamos hablando de un ámbito g chico más grande ya no estamos dentro de un procesador sino que estamos dentro del ámbito de que ya es una habitación grande está con un vamos con un multi procesador de estos gigantes que tienen 300.000 procesadores entonces estamos hablando de una habitación grande y

03:08entonces empiezan a jugar en contra detalles como los los delay de la información para ir desde una punta a la otra del espacio de este geográfico y entonces las redes de interconexión van a pasar a ser un punto de estudio importante entonces para resumir acá no nos va a preocupar a la media que ya la hemos estudiado y la conocemos es una memoria común los procesadores ya los hemos

03:35estudiado y lo que nos va a preocupar acá son las redes de interconexión por un lado y por el otro conceptos que vamos a ver la semana que viene bueno la siguiente semana en realidad después en channel relacionados con el mantenimiento de la coherencia y de la consistencia en los sistemas de memoria o sea la coherencia en el sentido de que

04:01una memoria tenga algo que debiera tener tenga información que debiera tener y consistencia en el hecho de que distintas escalas de las jerarquías de memoria tenga información consistente en entre ellas sino tengan información incompatible y generalidades no

04:30vamos a hablar en distintamente de dos tipos de sistemas multi procesadores y multi computadoras y vamos a ir parando los en general siempre desde una desde un punto de vista bastante genérico si hay algunas páginas interesantes en internet que eventualmente muestran cuáles son los sistemas de supercomputadoras

04:55mejores de cada año y cuáles son sus características etcétera pero básicamente lo que queremos siendo al principio si es referirnos a estos sistemas paralelos son sistemas de cómputo que están formados por en principio de 2 en adelante procesador pero en principio vamos a referirnos a

05:21decenas o miles o cientos de procesadores como son los últimos equipos que se han armado en estos últimos años en donde en general la lucha está equipos implementados por universidades o institutos de eeuu y de china tres años con el tema de la paz de todas esas cosas pero hasta el año pasado

05:46venía china con por ahí 4 supercomputadoras dentro de las 10 primeras y teniendo la primera la más poderosa digamos en todos esos equipos entonces los elementos que nos pegan como recién hablé en la introducción son los procesadores memorias y la interconexión entre ellos o sea entre procesadores entre sí en el caso de las multi computadoras o entre

06:12procesadores y memoria en el caso de los multi procesadores como dije ya hemos hablado de procesos no hemos hablado explícitamente de memorias al menos no este año pero el año pasado los generarían de memoria se ha se ha profundizado un poco en el tema sí y entonces bueno definamos un poco

06:37qué son los temas estos y después enfoquémonos en la segunda parte de este primer grupo de filminas en sistemas de interconexión en principio comparando lo que son multiprocesadores y multi computan sí sí más o menos hacemos una con una comparación línea línea los múltiplos asadores son fuertemente acoplados se llaman equipos fuertemente

07:05acoplados en tanto las multi computadoras son débilmente acoplados en los múltiples pensadores la comunicación se da a través de la memoria central o sea cada procesador ve a la memoria como su memoria aunque sea la misma para todos y no no tiene conciencia digamos los procesos en esos procesadores no tienen conciencia de la existencia de otros procesos que

07:32corren y con y comparten la memoria está bien entonces la comunicación que se pueda realizar entre esos diferentes procesos en realidad va a ser capaz de intercambio de información en común que esté almacenada en algún lugar de la memoria lo las multi computadoras por el contrario tienen comunicación a través de redes de comunicación entonces las redes que en los múltiples pensadores sirven para comunicar

07:59procesadores con memorias en las multi computadoras sirven para la comunicación entre procesadores como hablamos de multi computadoras podríamos decir entre computadores está lo que no es el concepto de computadora como una unidad de proceso + teclado + + monitor y cosas de estas eventualmente estamos hablando de una placa que tiene

08:25un procesador que tiene una memoria algunos alguna entrada salida relación y eso es a lo que nos referimos como la computadora en el caso de los multi procesadores la velocidad digamos de comunicación va a estar acotada por el ancho de banda del sistema de interconexión si en el caso de las computadoras si nos vamos así vamos a hacer

08:52estrictos obviamente el sistema de interpretación va a tener va a ser un cuello de botella en la comunicación sí pero en el caso de las multi computadoras en general nos referimos a que el cuello de botella o quien acota la velocidad es son los protocolos de comunicación o sea en las multi computadoras existe

09:18un protocolo de pasaje de mensajes es con los de pasaje de mensajes tienen sus propias reglas y las reglas de ese protocolo son las que imponen las temporización es del sistema si cuando ven que un procesador envía llega a otro procesador determinado y de qué manera o sea el mecanismo de ruteo mecanismo de verificación de errores todas esas cosas

09:43en cuanto al conexionado digamos un poquito más siguiendo las características del hardware que habíamos dicho que el conexionado se hace a través de una red que comunica con el sistema de memorias o utilizando memorias multi puertas que sería el otro extremo si utilizar memorias que tengan múltiples puertos de acceso de óseas de

10:08direcciones y de datos y entre los puedo poner varios procesadores accediendo a esa memoria obviamente en los mecanismos de uso de memoria multi puerta y estamos bastante más limitados por ejemplo a 4 oa otros procesadores díaz la consulta las madres que soportan dos cpu más bien multi computadoras si

10:33bien comparten la misma ram y puertos de entrada salidas ah hay un libro de tannenbaum en donde tannenbaum de escribía lo que son multiprocesadores y lo que son múltiples horas y una cosa que hablaba es que si yo tengo un equipo multiprocesador en

10:59hardware no puedo implementar un sistema operativo con un sistema de pasaje de mensajes que haga pensar a las tareas que están sobre una multi computadora y por otro lado si tengo un equipo multi computador o sea varios procesadores cada uno con sus memorias comunicados por la realidad todo lo que puedo hacer es poner uno de los proyectores que tenga una tarea que haga de controlador

11:24memoria y entonces sé cómo va a manejar las memorias locales de todos los procesadores y cuando algún procesador como si fuera usado quisiera acceder a una dirección de memoria y en realidad ese subsistema de comunicación se manda mensajes para que la dirección de memoria pedida por ejemplo la dirección

11:481500 el que estará en algunos de esos procesadores en particular si mapeada vuelvo al dato y entonces si bien el equipo es una multi computadora las tareas que corren sobre ese equipo pueden pensar que están sobre un multi procesador entonces están van dijo no hay que confundir uno con otros en la implementación de un sistema de estos

12:13sobre el otro no lo hace ser el otro sistema entonces en general uno tiene que basarse en las características de hardware sí si vamos a las características de hardware de estos mother que hemos de escribirse elías son multiprocesadores si siempre fueron multiprocesadores vamos a ver un poquitito ahora si bien no nos metemos muy a bajo nivel pero las multi computadoras es casi como si fuesen

12:41dejemos de lado como dije hoy las cuestiones de si tienen unos monitores teclados y mouses es como si fuesen matters interconectados con una red de datos ah como entonces lo que había dicho en el caso de los multi procesadores en conexión a dos a través de una red con una red que comunica con su sistema de