Características de las Redes de Interconectividad en Paralelo

Se presentan algunos tipos de organizaciones de redes de procesadores. Estas organizaciones también son aplicables a interconexiones de módulos de memoria.

 

  • Bus y Ethernet

    En una red basada en un bus, los procesadores comparten el mismo recurso de comunicación: el bus. Esta arquitectura es fácil y económica de implementar, pero es altamente no escalable ya que solo un procesador puede usar el bus en un momento dado; a medida que se incrementa el número de procesadores, el bus se convierte en un cuello de botella debido a la congestión. Esta topología es muy popular en multiprocesadores de memoria compartida como el Encore Multimax y el Sequent Symetry, en donde el bus (Figura ) es usado para leer y escribir en la memoria global (compartida).
    En principio, la memoria global simplifica la programación paralela ya que no hay que tomar en cuenta la localidad. Sin embargo, la mayoría de las máquinas paralelas de memoria compartida usan memorias caché para reducir el tráfico en el bus; por lo tanto, la localidad continua siendo importante ya el acceso al caché es mucho más rápido que a la memoria compartida.
  • Un conjunto de máquinas conectadas por Ethernet es otro ejemplo de una interconexión por bus. Es muy popular para interconectar estaciones de trabajo y computadores personales. Todos los
    computadores conectados vía Ethernet comparten el mismo canal de comunicación (Figura ). Una
    máquina que requiere enviar un mensaje tiene que esperar hasta que el canal este libre; si detecta
    una colisión, espera cierto tiempo y retransmite....
  • Mallas

    Al igual que el bus (o ethernet), las mallas son fáciles y económicas de implementar, sin embargo el
    diámetro se incrementa al añadir nodos. En las mallas de dimensión 1, si los dos nodos extremos
    también son conectados, entonces se tiene un anillo. ...
  • Mariposa - Butterfly

    Comparada con las mallas, esta topología presenta menor diámetro.
  • ...
  • Arboles Binarios

    Estas organizaciones son particularmente útiles en problemas de ordenamiento, ultiplicación de matrices, y algunos problemas en los que su tiempo solución crece exponencialmente con el tamaño del problema (NP-complejos). El esquema básico consiste en técnicas de división y recolección.. ...
  • Piramides

    Estas intentan combinar las ventajas de las mallas y los árboles. Nótese que se ha incrementado la tolerancia fallas y el número de vías de comunicación sustancialmente.
  • ...
  • Hipercubo

    Un hipercubo puede ser considerado como una malla con conexiones largas adicionales, las cuales reducen el diámetro e incrementan el ancho de bisección. Un hipercubo puede ser definido recursivamente como sigue. Un hipercubo de dimensión-cero es un único procesador (Fig. ) y un hipercubo de dimensión-uno conecta dos hipercubos de dimensión –cero. En general, un hipercubo de dimensión d+1 con 2d+1 nodos, se construye conectando los procesadores respectivos de dos hipercubos de dimensión d. ...
  • Omega

    Estas topologías se llaman dinámicas o reconfigurables. Los switches son unidireccionales y debemos ver la red plegada en donde los procesadores de la izquierda y la derecha son los mismos. Estas redes reducen considerablemente la competencia por ancho de banda, pero son altamente no escalables y costosas. ...
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