Tipos de computación paralela, sistemas de memoria compartida y distribuida

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

CAMPUS JIQUILPAN

INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

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MATERIA:

Arquitectura de Computadoras

UNIDAD IV

ALUMNO:

Jaime de Jesus Gonzalez Hernandez

DOCENTE:

Francisco Armando Payan Guerrero

JIQUILPAN, MICHOACÁN. AGOSTO-DICIEMBRE 2022[pic 3]

Procesamiento Paralelo

Tipos de computación paralela, sistemas de memoria compartida y distribuida

1- Tipos de computadoras paralelas

Taxonomía de Flynn (1966). Se separan las instrucciones y los datos en dos dimensiones, pueden ser simples o múltiples.

• SISD: Single Instruction, Single Data
• SIMD: Single Instruction, Multiple Data
• MISD: Multiple Instruction, Single Data
• MIMD: Multiple Instruction, Multiple Data

SISD Características:

1. Una computadora serie (no hay paralelismo).
2. Instrucción simple: solo una instrucción ejecutada por el CPU durante cualquier ciclo del reloj.
3. Datos simples: solo una secuencia de datos es usada como entrada durante cualquier ciclo de reloj.
4. El modelo más antiguo de la computación.

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SIMD Características:

1. Un tipo de computadora paralela.
2. Instrucción simple: solo una instrucción ejecutada por el CPU durante cualquier ciclo del reloj.
3. Datos múltiples: cada unidad de procesamiento puede operar sobre un conjunto de datos diferentes.
4. Dos variantes: arreglo de procesadores o unidades vectoriales.
5. Las unidades de procesamiento de gráficos (GPUs) emplean unidades de procesamiento SIMD.

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MISD Características:

1. Una secuencia de datos única es provista a unidades de procesamiento múltiples.
2. Cada unidad de procesamiento opera sobre los datos de manera independiente (contadores de programa independientes).
3. Algunos ejemplos son: múltiples filtros de frecuencia operando sobre una misma señal o múltiples algoritmos de criptografía operando sobre un mensaje codificado.

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MIMD Características:

1. Actualmente es el tipo de computadora más usado. La mayoría de las computadoras caen aquí.
2. Instrucciones múltiples: cada procesador puede estar ejecutando una secuencia de instrucciones diferentes.
3. Datos múltiples: cada unidad de procesamiento puede operar sobre un conjunto de datos diferente.
4. La ejecución puede ser sincrónica o asincrónica, determinista o no determinista.
5. Muchas arquitecturas MIMD pueden contener componentes internos que ejecuten SIMD.

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2- Sistemas de memoria compartida y distribuida

Características generales de la memoria compartida:

• En general la memoria compartida permite a los procesadores acceder a la memoria como un espacio de direcciones global.
• Procesadores múltiples pueden operar independientemente sobre recursos de la memoria compartida.
• Un cambio en la memoria producido por una unidad de procesamiento es visible por el resto de los procesadores.
• Hay dos clases de memoria compartida: UMA y NUMA.

UMA: Procesadores idénticos, las prioridades y los tiempos de acceso son iguales para todos.

NUMA: Un sistema SMP puede acceder directamente a la memoria del otro, no todos los procesadores tienen igual acceso a todas las direcciones de memoria y el acceso a memoria a través del vínculo o bus es más lento.

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