Procesadores

Sistemas Multiprocesador de Memoria Compartida Comerciales
Florentino Eduardo Gargollo Acebr´s, Pablo Lorenzo Fern´ndez, Alejandro a a Alonso Pajares y Andr´s Fern´ndez Bermejo e a
Escuela Polit´cnia de Ingenier´ de Gij´n, Campus de Viesques, Universidad de e ıa o Oviedo,Asturias, Espa˜a n secretariageneral@uniovi.es, http://www.epigijon.uniovi.es/

Resumen Actualmente la inform´tica a nivelusuario ha dejado de lado a el uso de arquitecturas monoprocesadoras (salvo en los PCs “low cost” y en los llamados Netbooks), pasando a utilizar arquitecturas con chips de al menos 2 n´cleos. u Este cambio producido en los ultimos a˜os en el mundo PC ya se dio ´ n en la supercomputaci´n hace m´s de dos d´cadas con el fin de lograr o a e alcanzar los “Grandes Retos” de la ciencia. En consecuencia,es este campo el responsable directo del nacimiento de los multiprocesadores; los cuales se pueden dividir en dos grandes tipos: Multiprocesadores de Memoria Compartida (MMC) y Multiprocesadores de Memoria Distribuida (MMD). A lo largo de este documento, analizaremos los MMC indicando sus caracter´ ısticas generales, as´ como los tres tipos de multiprocesadores m´s ı a representativos (SMP, PVP yDSM), detallando para cada uno de ellos sus caracter´ ısticas y un ejemplo de su uso en un supercomputador.

Palabras clave Multiprocesador, memoria compartida, procesadores
vertoriales, procesadores sim´tricos, memoria distribuida compartida. e

1.

Descripci´n general y caracter´ o ısticas comunes de los SM de memoria compartida comerciales

A lo largo de esta secci´n se realizar´ unabreve introducci´n a los multiproo a o cesadores y a los distintos sistemas que ´stos pueden utilizan para compartir la e memoria. 1.1. ¿Qu´ es un multiprocesador? e

Se denomina multiprocesador a un sistema que cuenta con m´s de un mia croprocesador, funcionando de modo paralelo e independiente del resto, para la ejecuci´n de una o varias tareas, bajo el control de un unico sistema operativo. o´ Son, pues, sistemas MIMD1 , en los cuales “varias unidades funcionales realizan
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Multiple Instruction, Multiple Data

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diferentes operaciones sobre diferentes datos”[1]. Una de las caracter´ ısticas m´s a interesantes de estos sistemas es el uso de memoria compartida, mediante el cual todos los procesadores disponen de un espacio de direccionamiento com´n. u Atendiendo a la forma enla que la memoria est´ distribuida, se puede clasia ficar a los Multiprocesadores como Multiprocesadores de Memoria Compartida (MMC en adelante) y como Multiprocesadores con memoria distribuida (MMD en adelante). 1.2. Tipos de Multiprocesadores

Aunque el presente documento se centra en los MMC, es adecuado ofrecer una peque˜a introducci´n a los MMD. n o Multiprocesadores con Memoria Compartida Enlos MMC, la memoria se organiza en uno o varios m´dulos, compartidos por todos los procesadores a o trav´s de distintos tipos de interconexi´n (tratados m´s adelante), con un acceso e o a constante. A este tipo de arquitectura se le conoce como UMA2 . El acceso a los m´dulos por parte de los procesadores se realiza en paralelo, pero cada m´dulo o o s´lamente puede atender una petici´n en cadainstante de tiempo. o o Multiprocesadores con Memoria Distribuida Este tipo de Multiprocesadores distribuye la memoria de manera que dentro de cada procesador posee uno o varios m´dulos de memoria propia y est´ conectado mediante una red de intero a conexi´n al resto de procesadores. De esta manera, cada procesador podr´ acceo a der tanto a su memoria local, como a la memoria remota de cualquiera delresto de procesadores. Este tipo de arquitectura se denomina NUMA3 . 1.3. Caracter´ ısticas de los MMC

Entre las caracter´ ısticas de los MMC se encuentran: Tiempos de acceso a memoria uniformes, ya que todos los procesadores se encuentran igualmente comunicados con la memoria principal Las lecturas y escrituras de cada uno de los procesadores tienen exactamente las mismas latencias La...