Aspectos de projeto de sistemas de processamento paralelo utilizando tecnologias emergentes de comunicação.

• Autor(a) principal: Tsugawa, Mauricio Ossamu
• Data de Publicação: 2001
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3142/tde-28082024-085508/
• topic: Computação de alto desempenho; Computação paralela; High performance computing; High speed networks; Parallel computing; Redes de alta velocidade

A arquitetura denominada aglomerado de estações de trabalho vem se consolidando como uma alternativa de excelente relação custo/benefício no cenário da computação de alto desempenho. Isto foi possível devido à evolução dos computadores pessoais e estações de trabalho, que apresentam desempenhos cada vez melhores. Este trabalho tem o objetivo de estudar o comportamento de uma máquina de alto desempenho com arquitetura CC-NUMA, utilizando componentes de última geração e tecnologias emergentes de comunicação. Foi estudada a evolução dos processadores, do subsistema de memória, do subsistema de entrada/saída e do subsistema de comunicação, sendo este último de vital importância em qualquer sistema computacional paralelo. A evolução de cada componente ocorreu de forma diferente. Os processadores apresentaram uma evolução arquitetural formidável, e graças à microeletrônica atual, é possível implementar as mais complexas arquiteturas em uma única pastilha, resultando também no aumento da velocidade de operação desses componentes. O subsistema de memória, em silício, evoluiu aumentando substancialmente a capacidade de armazenamento. Em uma pastilha de silício é possível obter componentes com capacidades maiores que 1 Gbit, devido aos novos processos da microeletrônica. Entretanto, a latência aos acessos não diminuiu proporcionalmente ao aumento da velocidade dos processadores. O subsistema de entrada/saída sofreu bastante com a questão da compatibilidade em sua evolução. O seu desenvolvimento também é prejudicado pelas limitações físicas da implementação: problemas com a utilização de altas freqüências em placas de circuito impresso. O subsistema de comunicação mostrou uma substancial evolução nos últimos anos, principalmente devido à consolidação de \"clusters\" no cenário de computação de alto desempenho. A partir deste estudo preliminar, foi definido uma configuração de um nó de processamento a ser utilizado nas ) futuras máquinas. Foi desenvolvido então, um subsistema de comunicação, com suporte à acessos remotos e coerência de cache, chegando finalmente ao SPADE III - CC-NUMA. O SPADE III - CC-NUMA foi projetado para executar programas paralelos escritos em ambiente de memória compartilhada sem modificações, apesar de ser uma máquina com memória fisicamente distribuída entre os nós. A avaliação do sistema foi efetuado através de simulações, utilizando o conjunto Augmint. Os resultados obtidos mostram o alto custo das transações de comunicação, mesmo utilizando parâmetros tecnológicos de última geração.