Interconexiones

REDES DE INTERCONEXIÓN PARA COMPUTADORES
MASIVAMENTE PARALELOS
José M. García Carrasco
Departamento de Informática
Universidad de Castilla-La Mancha
02071 - ALBACETE
Resumen
En este artículo se pretende describir la importancia que tienen las redes de
interconexión en el caso de los computadores masivamente paralelos. La tendencia actual
para el paralelismo masivo es usar unaarquitectura paralela con memoria distribuida, en
donde la red de interconexión es la encargada de proveer todo lo necesario para que la
máquina tenga un adecuado sistema de paso de mensajes entre los nodos. En este artículo
se revisan los principales tópicos relacionados con las redes de interconexión, tales como
la topología, la asignación de procesos y el modo de encaminamiento de mensajes. Trasdetallar las características principales, se ofrecen también unas consideraciones
tecnológicas que hay que tener en cuenta en el diseño de la red.

1. Introducción
La aparición de los ordenadores a mediados de este siglo ha sido sin duda una
de las revoluciones más importantes en el campo tecnológico. Tan es así, que se
especula con que la aparición de la Informática puede tener un impactosocial incluso
mayor del que en su día se atribuyó a la revolución Industrial. La historia de los
ordenadores apenas tiene 50 años, pero su evolución en este corto período de tiempo ha
sido vertiginosa. Conforme el uso de los ordenadores se ha hecho más común en nuestra
sociedad, las personas les hemos pedido más y más prestaciones a estos aparatos, al
comprobar la ayuda que la Informática prestaen la resolución de los mil y un problemas
corrientes de cada día. La aparición de los ordenadores personales, en la década de los
años '80 ha sido un factor decisivo para favorecer la proliferación del uso de la
Informática y ejercer una mayor presión social en el aumento de las prestaciones que
desarrollan los ordenadores.
Dicha mejora en prestaciones se abordó en un primer momentoapoyándose en
diversas innovaciones tecnológicas tales como la integración de circuitos VLSI, el
aumento de la frecuencia de reloj en los procesadores, el aumento del tamaño en el bus1
de control o de datos, etc. Pero estas mejoras tienen un techo impuesto por la naturaleza
1

Al ser la Informática una ciencia muy reciente, hay un conjunto de palabras inglesas que
no tienen traducción clara encastellano y se utilizan con el término inglés sin traducir. Tal es el caso
de "bus". Una significado aproximado sería conjunto de hilos o cable.

física de los componentes, lo que hizo que se pensara en otro modo de resolver este
problema. Entonces es cuando se dirigió la vista a la arquitectura que presentaban los
ordenadores. En la actualidad, los computadores masivamente paralelos con milesde
procesadores son considerados como la tecnología mas prometedora para alcanzar una
capacidad de procesamiento cercana a los teraflops2. Tales computadores de gran escala
se organizan como una replicación o aglomeración de unidades funcionales de
tratamiento muy parecidas a las que encontramos en una máquina clásica. Cada una de
estas unidades reciben el nombre de nodos. Cada nodo tiene supropio procesador, su
memoria local y otros periféricos.
El modo en que los nodos son conectados entre sí varía de unas máquinas a
otras. En una máquina con una arquitectura de red directa, cada nodo tiene una conexión
punto-a-punto con algún número de otros nodos, llamados nodos vecinos. Las redes
directas son en la actualidad una arquitectura muy usada para construir computadoresmasivamente paralelos debido a que escalan bien, es decir, cuando el número de nodos
en la máquina aumenta, también aumenta el ancho de banda de comunicación, el ancho
de banda de la memoria y la capacidad de procesamiento de toda la máquina en su
conjunto.
Los nodos vecinos pueden enviarse mensajes entre ellos directamente, mientras
que los nodos que no están conectados deben enviar los mensajes a...