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Introducción

Los multiprocesadores se caracterizan por el hecho de que todos los procesadores tienen un espacio virtual de direcciones de memoria común. En éstos, los procesadores sólo necesitan realizar un load/store para acceder a cualquier posición de la memoria. De esta forma, los procesadores pueden comunicarse simplemente a través de variables compartidas, facilitando así laprogramación. Los multiprocesadores más conocidos son los llamados symetric multiprocessors o SMP, que se caracterizan por ser todos los procesadores del mismo tipo y poder acceder de la misma forma a los sistemas de memoria y entrada/salida. La figura 1 muestra dos esquemas básicos de la arquitectura de un multiprocesador, donde todos los procesadores comparten la memoria principal. En la parte izquierdade la figura se muestra un sistema en el que los procesadores no tienen caché y, a la derecha, un sistema en el que sí tienen caché. Las cachés se introdujeron para explotar mejor la localidad de los datos, y como consecuencia, reducir la contención de acceso a la memoria compartida. Sin embargo, estas cachés introducen un problema de coherencia entre las posibles copias de un dato concreto en lasdiferentes cachés, que analizaremos en este módulo. En esta misma figura, independientemente de si el sistema tiene cachés o no, podemos observar que hay una red de interconexión que conecta los procesadores con la memoria. Esta red puede ser un simple bus o algo más complejo.

Figura 1. Multiprocesador de memoria compartida sin caché (izquierda) y con caché (derecha).Desarrollo
Los Multiprocesamiento de Memoria Compartida, son sistemas con múltiples procesadores que comparten un único espacio de direcciones de memoria. Cualquier procesador puede acceder a los mismos datos, al igual que puede acceder a ellos cualquier dispositivo de entrada/salida. También llamados multiprocesadores estrechamente acoplados. Cada procesador posee su propia unidad de control ejecuta supropio código sobre sus propios datos, puede ejecutar cualquier aplicación.
El acceso a los módulos por parte de los procesadores se realiza en paralelo, pero cada módulo solamente puede atender una petición en cada instante de tiempo.
Al acceder simultáneamente a la memoria se producen colisiones y esperas, lo que es un problema. Debido a la organización de la arquitectura, es poco escalableen número de procesadores, debido a que puede surgir un cuello de botella si se aumenta el número de CPU’s.


Multiprocesamiento Simétrico:

Una de las formas más baratas de aumentar el rendimiento es unir más de una CPU. Esto se puede realizar haciendo que CPU’s diferentes tengan el mismo trabajo, a esto es a lo que se le llama multiprocesamiento simétrico.

En un entorno demulti-procesamiento simétrico, las comparten la misma memoria, en consecuencia, el código ejecutándose en una CPU puede afectar a la memoria usada por otro CPU. Ya no se puede estar seguro de que una variable a la que se le ha establecido cierto valor en la línea anterior todavía tenga el mismo valor, probablemente la otra CPU quizás haya cambiado su valor en cualquier momento. En el caso de la programaciónde procesos esto no es un problema, porque un proceso normalmente sólo se ejecutará en una CPU a la vez. El núcleo, sin embargo, podría ser llamado por diferentes procesos ejecutándose en CPU’s diferentes.











En la Fig. 2, un ejemplo del SMP , notamos dos CPU’s compartiendo memoria.


Fig. 2




Procesamiento Vectorial - Paralelo:

Los procesadores vectorialesrepresentan una tendencia hacia el aprovechamiento del paralelismo de datos presente en las aplicaciones y por lo tanto implementan un paralelismo SIMD.
La característica principal de los procesadores vectoriales es la capacidad de aplicar una instrucción a un conjunto de datos (vector) de una sola vez, en vez de a un solo dato. Las CPU’s vectoriales consiguen esto a través de las áreas de memoria...