Arquitecturas Paralelas

En los últimos años se ha visto un gran y significativo crecimiento en los sistemas informáticos, así mismo como en la tecnología VLSI que consiste en el proceso de creación de circuitos integrados mediante transistores en un único chip. El tema principal es el paralelismo.

En la lectura menciona que el paralelismo es una perspectiva que se aplica a todos los niveles de diseño, así mismo un ordenador paralelo es una colección de elementos de procesamiento que cooperan y se comunican para resolver grandes problemas rápido, por lo tanto el paralelismo a través de un proceso compartido resuelve un problema de manera rápida, como puede ser un cluster comúnmente llamado en redes.

A través del paso de los años las arquitecturas paralelas tienen un papel cada vez más importante en el procesamiento de información por lo que pronto alcanzara en la estimación con incrementos en la densidad del chip, as mismo mejora en proporción la tasa de reloj.

Se pretende conocer los principios de diseño por ordenador en el ámbito de multiprocesador, para que se examinen los problemas de diseño presentes en cada uno de los componentes del sistema ya sean los sistemas de memoria, procesadores, red como también las relaciones que existen dentro de estos componentes para tener un conocimiento y una base al presentarse lo problemas.

En el proceso de aprendizaje de arquitectura de computadores en cada nivel de la comprensión existe un conjunto completo de muchas facetas donde todas estas interactúa, así mismo también se incluye la estructura de la maquina, las abstracciones que presenta, la tecnología en que se basa el software y los modelos que describen su comportamiento que a su vez incluyen una demanda de potencia de cálculo, las continuas mejoras en la densidad y la utilización de paralelismo en la arquitectura.

Por lo tanto los avances en la tecnología determinaban lo que es posible, y la arquitectura que traduce el potencial de la tecnología en el rendimiento y la capacidad de los microprocesadores. El rendimiento de los microprocesadores ha aumentado a un ritmo de casi el 50 % anual desde mediados de los 80, por consiguiente el procesador es el más adecuado para la arquitectura paralela, ya que se observan los avances en el paralelismo a nivel de instrucción.

Cada vez más crece la demanda del rendimiento y la capacidad de las aplicaciones y la posible solución para obtener un rendimiento mayor, es la opción de tener varios procesadores ya que estas se sujetan a las demandas para un mayor rendimiento, por lo tanto si las aplicaciones son más exigentes se escriben programas paralelos. Un punto de referencia clave es cómo el uso del paralelismo mejora el rendimiento de la aplicación.

Las computadoras básicamente se utilizan para simular los fenómenos físicos que son imposibles o muy costosos de observar a través de medios empíricos, esto se puede desarrollar a través de un modelado computacional que permite realizar un análisis en profanidad para que se lleven a cabo en bajo precio los diseños hipotéticos a través de la simulación por ordenador pero a su vez para hacer frente a los problemas que se pueden dar de la ciencia y la ingeniería ya que aso se indica la velocidad computacional, la capacidad de almacenamiento, así mismo incluir el año en que se prevé que pueda estar disponible.

Las arquitecturas paralelas se han convertido en el pilar de la computación científica, incluyendo la física, la química, la ciencia de los materiales, la biología, la astronomía entre otros. La aplicación de la ingeniería de estas herramientas para el modelado de fenómenos físicos es ahora esencial para muchas industrias.

Aunque la escala de paralelismo no es típicamente tan grande como la informática científica, la velocidad del sistema informático y la capacidad se traducen directamente en la escala de negocios que puede ser soportada por el sistema. La relación entre el rendimiento y la escala de la empresa comercial está claramente establecida en el proceso de transacciones en línea. Esencialmente todos los vendedores que suministran hardware o software ofrecen sistemas de multiprocesador que proporcionan un rendimiento sustancialmente más allá de su producto monoprocesador.

La tecnología evoluciona rápidamente, se debe de tomar tiempo para desarrollar e implementar sistemas reales en un tiempo de vida útil. Las maquinas multiprocesador son muy utilizados para mejorar el rendimiento en cargas de trabajo de multiprogramación.

Desde PC o estaciones de trabajo a los servidores, diseños basados en DRAM (tipo de memoria dinámica de acceso aleatorio que se usa principalmente para mantener almacenado un dato donde se tiene que revisar y cargar este dato cada cierto periodo) convencionales están utilizando rutas cada vez más amplias en la memoria y una mayor intercalación de bancos de memoria.

La latencia o tiempo de respuesta es el tiempo transcurrido entre el comienzo y el final de un evento. La latencia de una operación de la memoria se determina por el tiempo de acceso, que es menor que el tiempo de ciclo, pero que aun así el numero de ciclos de procesador por tiempo de acceso a la memoria es grande y creciente, se pretende hacer más eficaz el uso de los niveles de la jerarquía de memoria que en encuentran entre el procesador y la memoria DRAM.

Una cuestión fundamental a medida que avanzamos en los diseños multiprocesador es como organizar la cache que se encuentra entre muchos procesadores y módulos de memoria.

El enfoque RISC (pocas instrucciones, pocos modos de direccionamiento, gran número de registro) demostró que las etapas de procesamiento de una instrucción, la manera en que se ejecuta una instrucción es casi cada ciclo, en promedio.

El aumento de la cantidad de paralelismo a nivel de instrucción sólo vale la pena si el procesador puede ser suministrado con instrucciones y datos lo suficientemente rápido para mantenerlo ocupado, con el fin de satisfacer la creciente instrucción y el requisito de ancho de banda de datos.

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