4 SM De Memoria Compartida Comerciales Memoria

Sistemas Multiprocesador de Memoria
Compartida Comerciales
Florentino Eduardo Gargollo Acebr´as, Pablo Lorenzo Fern´andez, Alejandro
Alonso Pajares y Andr´es Fern´andez Bermejo
Escuela Polit´ecnia de Ingenier´ıa de Gij´
on, Campus de Viesques, Universidad de
Oviedo,Asturias, Espa˜
na
secretariageneral@uniovi.es,
http://www.epigijon.uniovi.es/

Resumen Actualmente la inform´
atica a nivel usuarioha dejado de lado
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´
ucleos.
Este cambio producido en los u
´ltimos a˜
nos en el mundo PC ya se dio
en la supercomputaci´
on hace m´
as de dos d´ecadas con el fin de lograr
alcanzar los “Grandes Retos” de la ciencia.
En consecuencia, es estecampo 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´ı como los tres tipos de multiprocesadores m´
as
representativos (SMP, PVP y DSM),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´etricos, memoria distribuida compartida.

1.

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

A lo largo de esta secci´
on se realizar´a una breve introducci´on alos multiprocesadores y a los distintos sistemas que ´estos pueden utilizan para compartir la
memoria.
1.1.

¿Qu´
e es un multiprocesador?

Se denomina multiprocesador a un sistema que cuenta con m´as de un microprocesador, funcionando de modo paralelo e independiente del resto, para la
ejecuci´
on de una o varias tareas, bajo el control de un u
´nico sistema operativo.
Son, pues, sistemas MIMD1 ,en los cuales “varias unidades funcionales realizan
1

Multiple Instruction, Multiple Data

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diferentes operaciones sobre diferentes datos”[1]. Una de las caracter´ısticas m´as
interesantes de estos sistemas es el uso de memoria compartida, mediante el cual
todos los procesadores disponen de un espacio de direccionamiento com´
un.
Atendiendo a la forma en la que la memoria est´a distribuida,se puede clasificar 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˜
na introducci´
on a los MMD.
Multiprocesadores con Memoria Compartida En los MMC, la memoria
se organiza enuno o varios m´odulos, compartidos por todos los procesadores a
trav´es de distintos tipos de interconexi´on (tratados m´as adelante), con un acceso
constante. A este tipo de arquitectura se le conoce como UMA2 . El acceso a los
m´
odulos por parte de los procesadores se realiza en paralelo, pero cada m´odulo
s´
olamente puede atender una petici´on en cada instante de tiempo.
Multiprocesadores conMemoria Distribuida Este tipo de Multiprocesadores distribuye la memoria de manera que dentro de cada procesador posee uno
o varios m´
odulos de memoria propia y est´a conectado mediante una red de interconexi´
on al resto de procesadores. De esta manera, cada procesador podr´a acceder tanto a su memoria local, como a la memoria remota de cualquiera del resto
de procesadores. Este tipo dearquitectura 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 programaci´
on es mucho m´as f´acil que en los MMD,...