Arquitetura de computadores

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CARACTERÍSTICAS DOS SUPERCOMPUTADORES

Características

Os supercomputadores são únicos em alguns aspectos, a seguir, algumas dessas características:

Velocidade de Processamento

A velocidade de processamento de um supercomputador é medida em FLOPS
(Floating Point Operations Per Second), ou seja, é quantidade de operações de ponto flutuante por segundo.
Os supercomputadores atuaisatingem velocidades na grandeza dos petaflops (PFLOPS), o que equivale a quatrilhões de cálculos por segundo.
Por exemplo, o processamento de um computador pessoal chega nos 100 gigaflops (Core i7 980x da Intel), ou seja, cerca de 10 mil vezes menor do que de um supercomputador.

Tamanho

A arquitetura moderna de supercomputadores envolve vários computadores interconectados e vários processadorestrabalhando simultaneamente, o que requer instalações e sistemas de refrigeração especiais. Eles chegam a ocupar salas inteiras. O supercomputador número 1 da lista TOP 500 (Tianhe-1A), por exemplo, tem 103 gabinetes do tamanho de uma geladeira, pesa 155 toneladas e ocupa uma área de 1.000 metros quadrados.

Clientes Usuais

O mercado de supercomputadores é bem restrito, os compradoresgeralmente são grandes centros de pesquisas, governos, universidade e agências militares.
Por exemplo, o supercomputador brasileiro Tupã, foi adquirido pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) que é um um dois maiores institutos do país, com um dos 5 maiores centros de climatologia do mundo.


Constante Evolução

Desde que foi criada, em 1993, a lista Top 500 já teve 13 líderes, sendoque o maior tempo que um supercomputador permaneceu como o mais rápido foi cerca de 3 anos (Blue Gene/L da IBM). Outros como o Cray Jaguar e o IBM Roadrunner ficaram apenas 1 ano no topo da lista.
Constantemente vemos anúncios de que novas supermáquinas estão em construção e desenvolvimento, o que nos leva a conclusão de que esse setor está
sempre avançando e evoluindo.


Preço ElevadoAtualmente, os supercomputadores chegam a custar até centenas de milhões de
dólares. O Cray Jaguar custou 100 milhões de dólares, o preço equivalente a mais ou
menos 85 mil computadores pessoais.




PROCESSAMENTO PARALELO

Sistema Paralelo

O processamento paralelo (parallel processing) é uma forma eficiente do processamento da informação com ênfase na exploração de eventos simultâneosna execução de um software. A motivação para o processamento paralelo é a possibilidade de aumentar a capacidade de processamento de uma única máquina. Com a limitação tecnológica da velocidade das máquinas sequenciais, a solução empregada para aumentar o poder de processamento é a utilização de processadores em paralelo. Assim, com o paralelismo torna-se possível ultrapassar as limitações impostaspela utilização de um único processador, tais como frequência de operação, dissipação de potência e outras.

A utilização do paralelismo nos projetos de arquitetura de computadores tem possibilitado um aumento significativo na velocidade de processamento devido à execução simultânea de diversas tarefas. Contudo, os aspectos relacionados ao software paralelo e à paralelização dos programas sãoessenciais para o desempenho do sistema paralelo.

Muitas pessoas imaginam que máquinas paralelas (parallel machine) são somente os supercomputadores, como os listados no Top500 Supercomputers, mas isso não é verdade, pois uma máquina dual ou quad core já é uma máquina paralela. Contudo, não basta ter uma arquitetura paralela, ou seja com vários processadores, pois o software também tem que estarno formato de execução paralelo.






















A vantagem de usar um processamento Paralelo é obter um alto desempenho em tarefas que são consideradas pesadas na realização de computadores individuais. (Figura 1: Ilustração de nós em Processamento Paralelo – Wikipédia)




Funcionamento do Processo Paralelo

Em uma rede na qual trabalha usando sistema de...
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