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02-08-1999INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (1) Multicomputadores Multicomputadores Tópicos: Multiprocessadores (revisão) Multicomputadores.

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1 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (1) Multicomputadores Multicomputadores Tópicos: Multiprocessadores (revisão) Multicomputadores Comunicação em Multicomputadores

2 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (2) Multiprocessadores Sistemas Paralelos de Memória Compartilhada: –Popularmente conhecidos como Multiprocessadores –Todos os processadores têm acesso a uma região comum (compartilhada) de memória –A memória comum pode estar num único módulo, ou distribuída pelos vários processadores –Nada impede que haja também módulos de memória que sejam particulares a um único processador –Em geral, a comunicação entre processadores ocorre através de posições da memória compartilhada –Programação: fork/join, pthreads, etc.

3 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (3) Multiprocessadores de Pequena Escala Baseados em Barramento: Barramento comum limita o número máximo de processadores (da ordem de no máximo 30, na prática) Muito populares em ambientes multi-usuários Atualmente, quase todos os sistemas são do tipo simétrico Ex: Sparc, PCs, SGI/Power-Challenge P1P1 M C P3P3 C P2P2 C P4P4 Ccaches

4 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (4) Multiprocessadores de Média Escala Baseados em Redes de Interconexão: Como o uso da rede não é exclusivo, número de processadores pode ser maior Acessos à memória podem gerar tráfego pela rede Ex: SGI/Origin, Cray/T3E, etc. P1P1 Ccaches M rede de interconexão P2P2 C M P3P3 C M

5 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (5) Organização de Multiprocessadores Visão lógica da memória em Multiprocessadores: cache P1P1 memória compartilhada cache P2P2 P3P3

6 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (6) Organização de Multiprocessadores (cont.) Visão física da memória em Multiprocessadores: CPU cache memória local memória remota Menor tempo de acesso M1M1 M 2A M 2B *OBS: Todos os acessos são através de read / write ( load / store )

7 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (7) Multicomputadores Sistemas Paralelos de Memória Distribuída: –Popularmente conhecidos como Multicomputadores –Cada um dos processadores têm acesso a um espaço único de endereçamento de memória privativa –Um módulo da memória pode ser acessado diretamente por apenas um dos processadores –Em geral, a comunicação entre processadores ocorre através de troca de mensagens: Um processador de origem envia dados (executa a função send) Um processador de destino recebe dados (executa a função receive)

8 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (8) Organização de Multicomputadores Memórias locais apenas: –Acessos a dados locais: reads/writes –Acessos a dados remotos: sends/receives Rede de Interconexão PMPMPM III Interface de rede

9 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (9) Organização de Multicomputadores Visão da memória em Multicomputadores: CPU cache memória local memória remota M1M1 M2M2 sends/receives loads / stores

10 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (10) Comunicação em Multicomputadores Sends/Receives: –Acessos à interface de rede –Em geral, chamadas ao Sistema Operacional –Deve haver proteção entre processos –Sistema Operacional gerencia a comunicação física Há um alto overhead de software associado! Otimização: –Agrupar dados em mensagens com vários ítens –Fazer comunicação mem-local/mem-remota via DMA –CPU apenas inicia comunicação e aguarda término

11 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (11) Comunicação em Multicomputadores (cont.) Roteamento de mensagens pela rede: –store-and-forward: Cada nó intermediário armazena toda a mensagem e a reenvia Método utilizado nos primeiros multicomputadores –cut-through: Dados não são armazenados pelos nós intermediários Método mais utilizado atualmente (quase todos os sistemas) É comum haver hardware especial de suporte Obs: Normalmente, há armazenamento parcial de mensagens em trânsito, através do Sist.Operacional

12 INPE / CAP-315 Airam J. Preto, Celso L. Mendes Aula 25 (12) Comunicação em Multicomputadores (cont.) Desempenho da comunicação: –Modelo mais utilizado: tempo linearmente proporcional ao comprimento (n) das mensagens: T(n) = a + b. n onde: a: latência efetiva (hardware + software) b: custo por ítem adicional, após envio do primeiro ítem –sends/receives: T Send (n) = a s + b s. n T Recv (n) = a r + b r. n


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