Procesamiento en serie vs procesamiento
paralelo
Para clasificar las arquitecturas podemos
usar el término grado de paralelismo, con este término nos referiremos a la
máxima cantidad de bits que puede procesar una arquitectura por unidad de
tiempo.
De este modo encontramos 4 tipos de
procesamiento:
·
Palabra en serie y bit en serie (WSBS): es
el procesamiento más lento y existió en las primeras computadoras, este procesa
un bit a la vez.
·
Palabra en paralelo y bit en serie (WPBS): Procesa una porción de bits a la vez.
·
Palabra en serie y bit en paralelo (WSBP): Usada en la arquitectura Von Neumann, esto procesa palabras de n
bits a la vez.
·
Palabra en paralelo y bit en paralelo (WPBP): Es el más rápido, procesa por vez un arreglo.
Ancho
de banda del subsistema
La estructura del bus tiene el problema de
cuello de botella en la comunicación. Sin embargo este problema es permitido
debido a los siguientes motivos:
·
Simplifica el concepto del
diseño
de la máquina y se adopta a la inclinación de hacer las cosas una a una.
·
Nos simplifica una sola conexión
entre las distintas partes como se muestra en la siguiente imagen.
¿Qué es ancho de banda de subsistema?
En forma sintética se puede decir que es la
cantidad de operaciones por unidad de tiempo. Por otro lado cuando se mide
ancho de banda se debe tomar en cuenta:
·
En el caso de ancho de banda de
la memoria se refiere a capacidad de información a transmitir por unidad de
tiempo.
En la siguiente tabla un ejemplo de memorias RAM DDR3:
En la siguiente tabla un ejemplo de memorias RAM DDR3:
·
En el caso de la CPU se refiere
a la cantidad de instrucciones que procesa por unidad de tiempo.
·
En el caso de unidades externas
el concepto varía un poco porque la tasa de transferencia varia de un sistema a
otro. Por ejemplo en un disco el ancho de banda será la tasa de transferencia
promedio (3Mb/s), en otro caso en impresoras y lectores este será más lento.
·
En el caso de los procesadores
el ancho de banda podemos definirlo utilizando el término de megaflops(millones
de instrucciones por segundo de punto flotante). Como también los MIPS(millones
de instrucciones por segundo).
Sin embargo si quisiéramos sacar el ancho
de banda útil se realiza sobre la cantidad de resultados por segundo.
Por tanto el ancho de banda de la memoria
tiene que ser mayor ya que es utilizada por los diferentes dispositivos de
entrada y salida como por la CPU. Por este hecho el ancho de banda se reparte
entre todos los dispositivos, y para igualar la potencia entre los 3 subsistemas
se utiliza los siguientes mecanismos:
·
Balance entre la
entrada y salida y memoria.
·
Balance entre cpu.
Es la capacidad de procesar datos
concurrentes al mismo tiempo para aumentar la capacidad de computo con un solo
procesador, y para realizar aquello se utiliza técnicas como pipeline o multiplicación
de los componentes de hardware.
Características
de componentes paralelos: Se pueden dividir en las
siguientes configuraciones
·
Computadores Pipeline
·
Procesadores matriciales
·
Sistemas multiprocesadores
Los computadores que utilizan la técnica de
pipeline realizan operaciones superpuestas. Por otro lado los procesadores
matriciales usan varias ALU’S sincronizadas y los multiprocesadores son un
conjunto de procesadores que comparten recursos o interactúan entre sí.
Una característica de la arquitectura pipeline
es que permiten aumentar la carga de trabajo y reduce el costo de implementación.
El funcionamiento de la arquitectura
pipeline podemos definirlo comparando con la forma de operar en una industria
donde las tareas son divididas a varias unidades especializadas.
BIBLIOGRAFIA
- Miguel A.Nuevas tendencias en la informática: Arquitecturas paralelas y programación declarativa.Ed. COMPOBELL.
- Stephen W.(2009).Multicore processors and systems.Ed. Springer.USA.
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