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Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Ceará - Campus Crato
Disciplina: AOC
Prof.: Dr. Guilherme Esmeraldo
Antonio Álvaro Oliveira da Silva
Previsão do tempo
Grandes volume dados a ser
processados(Matemática Computacional).
Previsão do tempo
Grandes volume dados a ser
processados(Matemática Computacional).
Previsão do tempo
Grandes volume dados a ser
processados(Matemática Computacional).
Processamento Paralelo
Reduzir o tempo total de execução
Tolerância a falhas
Reduz a probabilidade de falhas em
cálculos.
Aproveitamento de recursos
Aproveita melhor os recursos
disponíveis, executando uma aplicação
com múltiplos processos
Tradicionalmente o computador é visto como uma maquina sequencial.
Mas essa visão nunca foi totalmente verdadeira:
Em nível de micro-operações,vários sinais de controle são gerados ao
mesmo tempo.
O pipeline de instruções,mesmo quando há sobreposição de operações
de leitura e execução, está presente há muito tempo.
É usar múltiplos (dois ou mais) processadores, simultâneamente, para resolver um mesmoproblema.
“Um jeito tradicional para melhorar odesempenho do sistema é usar múltiplosprocessadores que possam executar em paralelopara suportar uma certa carga detrabalho[Stallings,2010].”
Classificação de Flynn
SSID-(Instrução única, Único Dado ou ) Identificação mais simples, onde o equipamento é considerado sequencial, pois só é executada uma instrução por vez para cada dado enviado.
UC UP UM
FluxosDe Dados
FluxosDe Instruções
UC-Unidade ControleUP-Unidade de ProcessamentoUM-Unidade de Memoria
Exemplos: Máquinas monoprocessadas
OBS: máquina de base é formada de componentes de hardware: portas, ULAs, memórias, etc.
SIMD - (Única Instrução, Múltiplos Dados) é o equivalente ao paralelismo de dados, onde uma única simples instrução é executada paralelamente utilizando vários dados de forma síncrona, em que se executa um único programa ao mesmo Tempo.
UC
ML 1UP 1
UP 2
UP n
.
.
.
.
.
.
FluxosDe Instruções
ML 2
ML 3
FluxosDe Dados
UC-Unidade ControleUP-Unidade de ProcessamentoML-Memoria Local
Exemplo: Processadores vetoriais e matriciais
Cray 1 (1976)
O protótipo do supercomputador Cray-1 foi
construído pela Cray Research, Inc. O Cray-1
continha 200.000 circuitos integrados e pode
executar 100 milhões de operações de ponto
flutuante por segundo (100 MFLOPS).
MISD –(Múltiplas Instruções, Único Dado) Uma sequencia de dados é transmitida para um conjunto de processadores, onde cada um executa uma sequência de instruções diferente.Não é implementada comercialmente.
Até flynn duvidou que algum dia pudesse existir.
MIMD –(Múltiplas Instruções, Múltiplos Dado) Um conjunto de processadores que executam sequências de instruções diferentes simultaneamente em diferentes conjuntos de dados.
ML ML
. . .
ML
UP1 UP2 UP N
. . .
MG 1 MG 2
Estrutura de Comunicação
ML- Memória LocalUP- Unidade de ProcessamentoMG –Memória Global
MIMD - Pode ser dividida de acordo com o método de comunicação entre osprocessadores e a memoria em
compatilhada e distribuida.
Nesta classe incluem-se todas as maquinas com múltiplos processadores que compartilham um espaço de endereços de memória comum.
UP 1 UP 2 Memória
O compartilhamento de dados entre os processos, torna-se muito mais rápido.
São computadores extremamente Caros; Existe uma limitação física para a quantidade de processos; Utilização de técnicas de sincronização para a leitura e gravação dos dados.
Nesta classe incluem-se as maquinas formadas por varias unidades processadoras, cada uma com sua própria memória.
UP 1 UP 2
MemóriaMemória
Desvantagens:
Programação mais complicada ;
Paralelismo não é tão intuitivo;
Com muita comunicação o
desempenho acaba sendo
comprometido.
Multiprocessador Simétrico (SMP)arquitetura MIMD com memória compartilhada
Acesso Não-Uniforme à Memória (NUMA)arquitetura MIMD com memória compartilhada
Agregado de Computadores (Cluster) arquitetura MIMD com memória distribuída
Possuem de dois a sessenta e quatro processadores;
Cada Processador tem acesso a toda a memória do sistema através
de um barramento ou de uma rede de comunicação dedicada;
A sincronização das tarefas é feita por escrita/leitura na
memória,por meio de instruções;
A escalabilidade e limitada pelo numero de caminhos entre a ME e
o processador, podendo saturar o barramento de comunicação;
SUN Ultra Enterprise 10000 (máximo de 64 processadores)
NUMA - Acesso Não-Uniforme à Memória
A memória utilizada é distribuída;
Construída com vários módulos que são associados um a cada
processador;
O espaço de endereçamento é único;
Os processadores são organizados em nós.
Cada nó possui 1 ou mais processadores, com sua(s) própria(s)
memória(s) cache (um, dois, ou mais níveis) e alguma memória
principal conectados por um barramento ou outro sistema de
interconexão.
Cluster - Agregado de Computadores
Quando se utiliza dois ou mais computadores em conjunto
para resolver um problema;
Cluster que tem como significado do inglês como
agrupamento;
Os nós são geralmente conectados através de uma porta de
E/S de alto desempenho;
Atualmente eles são utilizados com sistemas gerenciadores
de bancos de dados, com servidores WEB e, principalmente,
para proc. paralelo.
Titan com base na Cray da XK7
Montados em 18688 nós, cada
um composto por um CPU série Opteron
6200 de 16 núcleos emparelhado com um
cartão K20 Tesla, todos ligados entre si
com Gêmeos interconexão da Cray para
entregar o poder de computação de pico
de cerca de 20 petaflops.
PEGUNTAS
&RESPOSTAS
OBRIGADO !