Download Interacción entre los recursos del sistema

Interacción entre los recursos del sistema
Marisa Gil ([email protected])
ENtornos Operativos para la Gestión de Recursos de Aplicaciones Paralelas
CURSO 1.998-99
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Interacción Procesador-Memoria-Red
La ejecución de un programa exige:
• Estar en memoria
• Tener el procesador
Sólo son seleccionables de modo inmediato aquellas aplicaciones -código- que
están en memoria.
PRIMERA APROXIMACIÓN DE RELACIÓN
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
2
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Procesador-Memoria
“Estar” en memoria tiene un factor “espacial” de DISTANCIA
¿A qué distancia están los datos para acceder?
• UMA
• NUMA
Políticas de planificación de procesos adaptadas a memoria
• Footprint scheduling: el proceso del cual hay más memoria (fallará menos)
• MCS: en el procesador más cercano a su memoria
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
3
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Procesador-Memoria
“Estar” en memoria tiene un factor “cualidad” en la JERARQUÍA
¿Qué mecanismos hardware de acceso y coherencia tiene la memoria?
• NORMA
• COMA
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
4
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Procesador-Memoria-Red
Nivel de conexión del interfaz de red en la jerarquía de memoria
¿A qué nivel de la jerarquía llegan los datos?
• Rendimiento versus latencia
¿Cómo afectan a los programas que ya están en memoria?
• La comunicación necesita memoria porque los mensajes se envían a memoria
• La computación necesita memoria porque los programas están en memoria
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
5
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Jerarquía de Memoria
On-chip cache
Off-chip cache
Latencia decreciente
Tamaño creciente
CPU
Memoria Principal
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
6
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Interfaz de red
• Pasarela entre la jerarquía de memoria y la red
• Está conectado lógicamente a uno o varios niveles de la jerarquía de memoria
CPU
On-chip cache
Off-chip cache
Interfaz
de red
Memoria Principal
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
7
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Procesador-Red
• Un mensaje contiene datos producidos por un cálculo
• Se efectuan cálculos sobre los datos recibidos en un mensaje
Hay un cierto grado de compartición de datos entre procesado-red
• ¿Cómo ha de integrarse en el cálculo un nuevo dato que llega?
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
8
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Relación cálculo-red
CPU
Cache
Interfaz
de red
Memoria Principal
CPU
Cache
Interfaz
de red
Memoria Principal
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
9
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Tiempo
Granularidad de las comunicaciones
Gestión de mensajes de baja latencia
Secuencial
Leyenda:
cálculo
comunicación
Gestión de mensajes de alta latencia
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
10
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Ejemplos de conexión lógica (I)
Procesador
Cache
Memoria
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
Interfaz
de red
Router
CM-5
11
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Ejemplos de conexión lógica (II)
Procesador
Crossbar
T9000
Cache
Memoria
Interfaz
de red
DMA para transporte red-cache
Procesador indep. de la comun.
Router
Diseño específico para permitir paralelismo de granularidad fina
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
12
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Ejemplos de conexión lógica (III)
Procesador
Router
Cache
Interfaz
de red y
DMA
Memoria
AP1000
Acceso directo a la cache desde el interfaz de red (no interfiere el trabajo de la CPU)
La cache debe ser externa (off-chip)
El procesador debe permitir el acceso al chip a dispositivos externos
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
13
UPC/DAC Tardor 98
INTERACCIÓN ENTRE LOS RECURSOS DEL SISTEMA
Ejemplos de conexión lógica (IV)
Router
Procesador
Interfaz
de red y
DMA
Memoria
Cache
Alewife
Maneras de enviar mensajes:
1. Transferencia de DMA de cache o MP
2. Escritura directa a las colas del Interfaz de red
3. Operaciones de coherencia de cache
Entornos Operativos para la Gestión de Recursos ...
14