Arquitetura paralela de alto desempenho

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Arquitetura paralela de alto desempenho
Thiago Duarte Bauler
Sistemas de informação - Faculdade Cenecista Nossa Senhora dos Anjos. Av Jose Loureiro da Silva nº 1991 - CEP - 94010-001 - Gravatai - RS - Brasil
thiagoduarte@academico.facensa.edu.br

Resumo. Neste artigo estaremos conhecendo os principais modelos de arquitetura paralela existente, em especial a arquitetura MIND eClusters Beowulf.

1.Introdução

Atualmente os computadores pessoais estão ficando cada vez mais baratos e rápidos em termos de processamento de dados. Da mesma forma, isso faz com que se tornem mais populares. Porém, a constante demanda de velocidade e capacidade vem gerando a necessidade de computadores com maior desempenho. A exemplo disso, existem áreas que operam com alto poder de processamento,tais como: engenharia nuclear, genética; astronomia, meteorologia sensoriamento etc.
Para tratar desses tipos de aplicações, desenvolveram-se supercomputadores multiprocessados (computadores equipados com vários processadores compartilhando memória) que apresentam como principal tecnologia o processamento de forma paralela. Desta forma pode-se executar um grande número de operações empouco tempo e grande desempenho em processos complexos, porém os custo com este tipo de tecnologia e manutenção ainda o torna pouco acessível a usuário comuns restringindo a empresas e instituições.
As arquiteturas paralelas permitem a execução das tarefas em menor tempo, através da execução em paralelo de diversas tarefas.

3. Classificação das arquitetura paralelas de alto desempenho3.1- Arquitetura SISD (Single Instruction Single Data)

São as máquinas que seguem o modelo de Von Neuman, pois elas executam uma única instrução por vez para cada dado enviado, ou seja, são sistemas que apresentam um único processador (computadores monoprocessados), utilizado na maioria dos computadores pessoais (Figura 1).

[pic]Figura 1. Arquitetura SISD

3.2 - ARQUITETURA MISD (MultipleInstruction Single Data)

São máquinas que têm a função de executar várias instruções ao mesmo tempo sobre um único dado. Atualmente não existe máquinas desse tipo (Figura 2).

[pic]
Figura 2. Arquitetura MISD


3.4 - ARQUITETURA SIMD (Single Instruction Multiple Data)

São máquinas que operam com uma só instrução com um grande numero de dados (Figura 3).

[pic]Figura 3. ArquiteturaSIMD

3.4 - ARQUITETURA MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data)

Possuem mais de um processador atuando de forma independente, onde há execução de instruções diferentes sobre dados também diferentes , como se fossem um conjunto de máquinas SISD, onde cada processador presente tem a capacidade de processar um programa diferente . A maioria dos multiprocessadores e multicomputadores podem serclassificados nesse tipo de arquitetura. Onde são exemplos de arquitetura MIMD os cluster de computadores, os MPP, servidores com multiplos processadores. A principal característica dessa arquitetura é a presença de uma unidade de controle independente para cada processo (CENAPAD_NE, 1998)(Figura 4).

[pic]Figura 4. Arquitetura MIMD

3.4.1- Vantagens e desvantagens da arquitetura MIND|VANTAGENS |DESVANTAGENS |
|- Os dados são compartilhados de maneira mais rápida; |- Custo elevado de aquisição e manutenção; |
|- Fácil implementação para programação |- Limitação física para os processadores|

4- Supercomputador


Supercomputador é um termo usado para descrever um computador de alto desempenho, sistema de computador ou centro de informática. Algumas tarefas exigem supercomputadores especializados, como por exemplo, os utilizados na previsão do tempo ou na contagem de DNA.
Os computadores mais rápidos do mundo, possuem a mesma arquitetura, cada um deles é um...
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