soft

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Ejemplos

C´mputo de Alto Rendimiento
o
Jos´ Luis Gordillo Ruiz
e
jlgr@super.unam.mx

Facultad de Ingenier´ Universidad Nacional Aut´noma de
ıa,
o
M´xico
e

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Contenido I
Introducci´n
o
Rendimiento
Computaci´n de Alto Rendimiento
o
Aceleraci´ndel rendimiento
o
Paralelismo
Elementos de programas paralelos
Modelos de programaci´n paralela
o
Arquitecturas paralelas
Programaci´n paralela
o
Messagge Passing Interface
OpenMP
Ejemplos
Multiplicaci´n de matrices
o
Diferencias finitas
Juego de part´
ıculas

Ejemplos

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Contenido II

Dise˜o deprogramas paralelos
n
Caracter´
ısticas deseables
Rendimiento serial
Rendimiento paralelo
Rendimiento comunicaciones
Partici´n y balance de carga
o

Ejemplos

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Ejemplos

Bibliograf´
ıa

• Designing and building parallel programs. Ian Foster
• Parallel Programming with MPI. Peter Pacheco

• Parallel Programmingin OpenMP. Rohit Chandra et al
• Message Passing Interface Standard.
• OpenMP Specifications.

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Ejemplos

Rendimiento

Rendimiento Producto o utilidad que rinde o da algo. (Sumisi´n,
o
subordinaci´n, humildad).
o
Desempe˜o Acci´n de desempe˜ar o desempe˜arse. (Cumplir las
n
o
n
n
obligaciones inherentes auna profesi´n, cargo u
o
oficio)
¿Qu´ es el rendimiento de una computadora?
e
La medida de su capacidad para hacer alg´n tipo de operaciones
u

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Ejemplos

Rendimiento

El rendimiento se expresa como n´mero de operaciones por unidad
u
de tiempo
• Operaciones artim´ticas por segundo (flop/s)
e
• IOPS

•Transacciones por segundo
• ¿Conexiones simult´neas?
a

La capacidad no siempre es igual a la velocidad

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Ejemplos

Factores del rendimiento
El rendimiento depende de muchos factores entrelazados
• Frecuencia de operaci´n de los componentes
o
• N´mero de componentes “actuantes”
u
• Capacidad de transferencia

Lastecnolog´ de c´mputo mejoran a˜o con a˜o
ıas
o
n
n
• los procesadores pueden hacer m´s flops
a
• los discos tienen mayor capacidad

• las redes tienen mayor ancho de banda

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Ejemplos

Evoluci´n del rendimiento
o

Dos factores en la evoluci´n del rendimiento de computadoras
o
1. La “Ley de Moore”
2. Mejoresarquitecturas

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Ejemplos

Consecuencias del incremento

Dise˜o
n

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o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Evoluci´n del rendimiento
o

Ejemplos

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´n paralela
o

Ejemplos

Medici´n del rendimiento
o

¿C´mo se determina elrendimiento de una computadora?
o
• Rendimiento te´rico (“peak performance”).
o

• Es lo que supuestamente puede hacer una computadora,

dados sus componentes

• Rendimiento en cierta aplicaci´n
o
• El Top500 utiliza el “benchmark” High Performance Linpack
• SPEC CPU utiliza un conjunto de 17 aplicaciones num´ricas
e

Dise˜o
n

Introducci´n
o

Paralelismo

Programaci´nparalela
o

Ejemplos

Alto rendimiento

• Las computadoras de alto rendimiento son diferentes a las

convencionales

• Tienen dise˜os espec´
n
ıficos para tareas espec´
ıficas

• Sus procesos de fabricaci´n pueden ser diferentes
o
• Actualmente, explotan el “paralelismo” de diferentes formas
• M´ltiples operaciones simult´neas
u
a
• M´ltiples transferencias simult´neas
u
a
•...