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Minfo.ParallTD1r1.6 - 11 Sep 2008 - 12:54 - FrancoiseBaudetopic end

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Première Séance de TD

Exercice 1 (sur le pipeline)

Revenons sur la manière dont fonctionne un processeur pipeliné (notamment les processeurs vectoriels qui reposent principalement sur ce principe)

Soit un pipeline pour calculer une fonction f, décomposable en fn o ... f2 o f1. Les données produites par l'étage 1 sont passées à l'étage 2, etc, et le résultat de f sur la donnée initiale d est obtenu en sortie de l'étage n. Supposons que le temps complet pour calculer f(d) soit T.

Si le circuit pour calculer f n'était pas pipeliné, celui-ci ne pourrait s'occuper que d'une donnée d à la fois.

  • Combien de temps au total faudrait-il pour traiter en tout k données (ces
k données étant typiquement les éléments d'un vecteur) ?

Nous cherchons à évaluer le gain en temps si ce circuit est un pipeline de n étages.

  • Y'a-t-il un gain quelconque si on n'a qu' une seule donnée à traiter ?

Supposons que le temps de traitement dans chaque étage quelconque du pipeline soit Ti, bien sûr Ti <= T, plus précisément le cas idéal où T_i = T / n

  • Combien de temps faut-il attendre pour obtenir le résultat sur la première donnée d1 ? (ce qui correspondra à ce que l'on appelle temps de réponse ou latence du pipeline)
  • Combien de temps faut-il attendre pour le résultat sur la donnée dk ? (ce qui nous donne le temps total de traitement pipeliné pour le vecteur de taille k)
  • Exprimer le facteur d'accélération obtenu
  • Discuter ensuite ce facteur avec différentes hypothèses sur le nombre de données, cad k=1 d'une part, et à l'extrème, un k très grand
  • En conclure sur le parallélisme maximal que l'on peut obtenir en utilisant un pipeline ayant n étages

Exercice 2 (on revient sur les notions SIMD, MIMD)

  • Soit trois processus indépendants exécutant un même programme sur 3 processeurs différents. Dites si le temps de calcul sera typiquement plus court sur une architecture SIMD ou sur une architecture MIMD? Justifiez.
  • Soit les trois architectures parallèles suivantes: A- MIMD avec mémoire locale ou privée, B- MIMD avec mémoire globale ou partagée, C- SIMD. Dites quelle architecture (A, B, C) correspond le mieux à chaque description ci-apres :
1)Communication par passage de messages. 2)Synchronisation barrière. 3)Couplage lâche. 4)Chaque processeur emmagasine son propre programme et partage les données avec les autres. 5)Parallélisme réalisé au niveau des instructions.

Exercice 3 (on compare un peu les architectures des supercalculateurs)

On va se concentrer sur quelques uns des plus performants du moment http://www.top500.org/lists/2008/06/highlights/top10 Pour chacun d'eux proposes ci apres, etudier (rapidement) les documents afin de donner leur classification dans les typologies vues en cours, que l'on peut retrouver ici -- FrancoiseBaude - 04 Sep 2008
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