Gabriel Enrique González · Transcript · · Updated
Arquitectura de Computadoras y Técnicas Digitales 2020 Clase: Sistemas Paralelos y Rendimiento – Transcript
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esperemos que grave si alguno quiere comentar algo no lo particular sí que unos cuantos que han tenido problemas para anotarse a la model o sea que se anotan a la cursada y no están pudiendo entrar en moodle a particularmente algunos de ustedes les conteste el mail con el link eso lo van a tener que resolver en alumnos también escriban los mails la secretaria de alumnos y preguntan las particularidades de cada uno así
así ya pueden tenerlos con el que los los contenidos bueno nada más alguna si alguno quiere tomarse un minutito más para decir algo puede puede tomar el micrófono y comentar si no arrancamos bueno arranquemos entonces bueno como se ve como habían visto la semana pasada
estuvimos de alguna manera caracterizando las arquitecturas paralelas de alguna manera viendo los problemas que había y el porqué de la idea de generar nuevos tipos de arquitectura y no solo venir con la típica arquitectura por neuman que que vimos de toda la vida y acelerando el club habíamos lo que habíamos hablado era que de alguna manera ya con una cuestión
física no se puede ni acelerar el club para hacer andar esa misma cpu más rápido ni se puede achicar el tamaño ya más de pista no se puede hacer más chiquito de lo que se está haciendo si bien ustedes van a ver que aparecen nuevas tecnologías de 7 nanómetros ahora están en 5 nanómetros se espera que el año que viene estén en 3 nanómetros pero ya eso no es tan lineal el crecimiento
de potencia o de velocidad que se tenía como es casi un tiempo entonces se empiezan a aparecer todas estas nuevas caras pero bueno uno siempre intenta buscar y digamos la clave es el paralelismo y tratar de armar arquitecturas que puedan ejecutar instrucciones a distintas instrucciones o procesos en paralelo que sean independientes entre sí no así bueno lo
que vamos a hacer es vamos a volver a sacar esa caracterización de los mismos para acá y con esto habíamos terminado que íbamos a hablar esta clase con las diferentes formas que vamos a ver en este curso si bien hay algunas que son hay más en algunos lados pero digamos que con ésta está bien con la bibliografía que le dejamos vamos a arrancar a verlas de una y vamos
a para arrancar a ver estos primeros a nivel de paralelismo de nivel de proceso se acuerdan ya le había adelantado que tenían que ver con decir a ver podemos dividir una tarea más grande en procesos es algo más simple de todas tenemos varios programas que están haciendo algo bueno de alguna manera esos programas esos programas pueden irse se entiende que las partes que o las variables sobre los datos están relacionados en esos
programas son independientes entonces se podrían ejecutar en varios corts o procesadores para esto vamos a tomar un tema acá dentro de esta aplicación que es la taxonomía de sprint o el modelo de clic allá por los 70 o un [Música] no sé bien que no sabían si era doctor en ciencia la computación no creo pero
bueno ya había tratado de caracterizar a los modelos de paralelismo y lo que se hizo es se basó en el estudio del paralelismo de los flujos de inscripciones y de edad y se si miramos el flujo de instrucciones y el flujo de datos podríamos hacer una primera caracterización de una arquitectura de computadoras y los caracterizan 4 en los ssd que tiene un flujo único de
instrucciones flujo único de datos s y m de cruz flujo único de instrucciones club con múltiples de datos m&s de flujo múltiple de instrucciones y flujo único de datos y m y m de flujo múltiple de instrucciones y flujo múltiple de datos ahora los vamos a ver cada uno de esos para eso le puse acá una una imagen como para que la tengan en mente van a ver
que ahí en naranja está el lo que sería el el pool de descripciones viendo a un programa o un conjunto de programas como mi pool desde esos y por el otro lado está el pool de datos del celeste y son las unidades funcionales son los procesadores los que se relacionan de alguna manera u otra tomando más o menos instrucciones o más o menos datos vamos a arrancar por el por el más simple el
más simple y es el que todos tenemos en mente es el ssd que lo que relaciona es simplemente a un a una instrucción podemos decir con sus datos también y este este modelo o esta caracterización es la que vimos de toda la vida inclusive ya desde de electrónica digital cuando armamos nuestros mismos microcontrolador ya estaban usando este
donde se tiene una cpu con una unidad de control una unidad y en métrico lógica y un conjunto de registros en entrada se lee un programa de manera secuencial y a cada instrucción se le asignan los datos que le corresponden y se ejecutan en serie no es más ni menos que famoso modelo logan lerman donde por ejemplo para ese modelo teníamos en memoria el área de programas y el área de datos si
bien está dividida ahí estaba toda la memoria y esto iba entrando tanto a los registros como a la luz para operar entre sí en una simple una simple instrucción y un simple data se opera intel es un resultado mucho más seguimos con el siguiente hasta el modelo s y m de donde tenemos una
instrucción múltiple data es decir que con una simple instrucción se opera muchos datos a la vez que ahí empieza a parecer un poco el paralelismo no tenemos por un lado la unidad de control que la unidad de control controla un montón de unidades funcionales o de corsos pensamos así también donde el flujo de datos de memoria es independiente entre sí para cada unidad
funcional pero si ven esa línea amarilla lo que quiere decir también es una única instrucción la que le da el control y la que le dice que tiene que hacer la unidad de control para hacer algo simple para hacer algo simple por ejemplo si hay que sumar bueno todas las unidades funcionales barajó a sumar lo que se va a sumar son datos diferentes en ay le
dejé un vídeo de youtube que creo que era en una una explicación de esto también con datos reales después lo pueden ver si bien la tercera es múltiple instrucción single gata y es la más rara por así decirlo pensé que tomaría el pulso de datos una son un solo dato y le aplicaría varias instrucciones bueno ahí
hablaron lo que puso a marcelo conceptualmente varias instrucciones ejecutándose paralelamente sobre un único dato y es raro de pensarlo también no sé cómo al mismo dato le puedo aplicar varias instrucciones a la vez bueno esto se utiliza más que nada con los famosos arreglos históricos también lo que lo que tienen que tener en la cabeza es que es como que el dato va pasando por un país y cada vez que pasa
por un lado se le asigna una característica nuevos se les preocupa de distribución diferente no creo que acá tenía un dibujito ese es el dibujito tenemos la memoria se saca un dato de la memoria y va pasando por las distintas unidades funcionales el mismo dato y de alguna manera cada procesador le aplicaría una instrucción diferentes edad yo puse ese dibujito porque me
sirvió por ahí entenderlo con lo que es imagínense si algún día han editado un archivo de música o algún un sintetizador usted tiene una pista de entrada y en un momento del tiempo tienen un valor de la música un valor no sé de la música y lo que están haciendo es un conjunto con un montón de filtros que podríamos entender que esos filtros que usted le aplican o
esas distorsiones que le van aplicando a la música serían como las distintas instrucciones en el entonces entra la música que sería el dato por un lado y por el otro lado sale con un montón de filtros upl y para eso para que tengan un esquema mental de lo que sería una arquitectura tipo msd particularmente para la matemática para matemática no para algo que se pueda entender con matemática sería este el ejemplo no
sería tendríamos lo mismo que teníamos antes la memoria y se obtendría un dato sub y de la memoria y ese dato por ejemplo en la primera instancia se multiplica por 256 se le suma 70 en la próxima instancia se le hacen módulo 12 se le resta 5 se le aplica una operación andy se le aplica una operación por y después se hace un chip a derecha
a la izquierda de 2 bits entonces todo esto pero admitiendo gente todo esto vendría a representar la fórmula que viene de arriba y sería el único dato ahí está claro y es el valor sub y mientras que las múltiples instrucciones son todas esa operación es que es casi queda claro ustedes van a ver una filmina final que todavía no hay
algo que yo les puedo decir bueno qué sé yo esta máquina opera con msd digamos la arquitectura más más rara para ver bien y vamos a dar m m de esto podéis y marian un poco con los nombres pero un poco una vez que les empiezan a pensar
son bastante simple múltiple instrucción múltiple data entonces es el ideal o sea imagínense que ustedes pueden tener un pool de instrucciones y la pueden ejecutar en un montón de procesadores con un montón de datos independientes entre sí obviamente va a acelerar esa arquitectura así que mucho de lo que vamos a saber opera sobre mmd por por
ser la mejor estrategia en cuanto a costo rendimiento entonces si nosotros podríamos distribuir una bolsa llena de instrucciones en una bolsa de procesadores que se ejecuten todo obviamente el tiempo de ejecución va a ser menor bueno ahí hay un ejemplo por ejemplo una función suma que se hace en un procesador una función promedio que se hace en otro procesador y otra función que hacen una operación de la suma de
las tres en un tercer procesador buenos puestos lo encontré dentro de la bibliografía en el tannenbaum es una clasificación poco más más profunda ya hablando a lo último de lo que es la memoria también de cómo se de cómo se accede la memoria también y les va a servir digamos para dar una referencia o quizás a hacia el final de la materia no
tanto ahora también pero fíjense que lo que yo le decía hace m&s de un signo de pregunta ahí porque como que no había nada en ese momento y tampoco sé si hay algo ahora muy puntual bien pasando ahora al nivel de pared el mismo nivel de estrés hay varias hay varias formas de atacarlo hay un course grain de grano grueso que
quiere decir bueno miren mandemos a ejecutar un ser obviamente alcalde sistema operativo tiene que estar muy atareado no a ver chicos les pido por ahí las preguntas redirigen la a martín yo estoy medio con la teoría leyendo y avanzando martín manchón scan está conectado así que le dedican las preguntas que hacen por chat a martín sé que me están escribiendo a mí es lo
mismo pero bueno con el martín se las va a contestar particularmente sea que me preguntaste si está termina es no es exactamente igual tiene algunas cositas pero no cambia la teoría yo le pongo algunas cositas que después siempre las trató de poner disculpa en la anterior que no lo hará no lo llega a poner por un tema del permiso sin parar igualmente está filminas la misma que la que está