PARALELIZAÇÃO DA RESOLUÇÃO DE EDPs PELO MÉTODO ...

3.4 - SUPERCOMPUTADORES
São máquinas que estão entre as mais rápidas do mundo em um dado momento. Esta é
a conceituação de supercomputador. As principais classes de arquiteturas serão definidas a
seguir, usando a taxonomia de Flynn (1966) [88, 90], que há muitos anos é usada para a
classificação dos supercomputadores. Existem dois tipos principais de supercomputador:
a) Sistemas de memória compartilhada: Esses sistemas têm múltiplas CPU (Central
Processing Unit, Unidade Central de Processamento) que dividem o mesmo espaço de
endereçamento de memória. Isto significa que é transparente para o usuário aonde os
dados estão armazenados, já que existe apenas uma memória acessada por todas as
CPUs. Máquinas com um processador vetorial podem ser consideradas como um
exemplo de sistemas SIMD de memória compartilhada (SM-SIMD), enquanto modelos
com vários processadores são exemplos de máquinas MIMD (SM-MIMD).
b) Sistemas de memória distribuída: Neste caso cada CPU tem sua própria memória. As
CPUs são conectadas por uma rede e trocam dados entre memórias quando é necessário.
Ao contrário das máquinas com memória compartilhada, o usuário precisa saber a
localização dos dados e precisa explicitamente manipulá-los. Sistemas MIMD com
memória distribuída (DM-MIMD) exibem uma grande variedade na topologia de sua
rede de interconexão das memórias e CPUs, e que são, em geral, transparentes ao
usuário.
Esses dois tipos de sistemas podem ser usados nas máquinas apresentadas a seguir,
cuja classificação é baseada na maneira de manipular as instruções e os dados. Podem ter
memória compartilhada ou distribuída. Possuem duas principais classes.
a) Máquinas SIMD: Esses sistemas têm uma grande quantidade de processadores, as mais
modernas contendo mais de 16.384 processadores, todas podendo executar a mesma
instrução em massas de dados diferentes. Uma subclasse dos sistemas SIMD são os
processadores vetoriais. Processadores vetoriais agem em vetores em vez de agir em um
único dado, usando para isso CPUs especialmente estruturadas. Quando os dados são
adequados à utilização dessas unidades vetoriais, os resultados podem ser obtidos na
razão de um, dois ou três por ciclo de relógio do sistema. Assim, os processadores
vetoriais atuam como se fossem em paralelo, mas só quando executando em modo
vetorial, sendo então, nesse caso, várias vezes mais rápidos do que quando executando
em modo escalar. Assim, para fins práticos, processadores vetoriais são considerados
como máquinas SIMD.
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