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2.4.1 Algunas clases de máquinas paralelas

Existen varios diseños de hardware que corresponden a este paradigma. Las máquinas MPP más poderosas tradicionalmente emplean un bus de comunicaciones especializado y construido ad hoc para el sistema. Los elementos de procesamiento (conjuntos de CPU y memoria) se conectan directamente a este bus de comunicaciones.

La ILLIAC IV, considerada la primera máquina MPP de la historia, empleaba este mecanismo para comunicar sus 64 elementos de procesamiento, consistentes de un CPU trabajando a 13 MHz y 16 KB de memoria (para un total de 1 MB entre todos los elementos de procesamiento). La ILLIAC IV implementaba una organización lineal donde cada elemento de procesamiento tenía conexión a sus vecinos más cercanos.[21]

Este esquema sigue siendo muy utilizado; se emplea en equipos desde MPP comerciales como la Cray T3 hasta equipos únicos empleados en tareas de investigación como la ASCI White.

Este esquema proporciona el máximo rendimiento, ya que contando con control total sobre la organización y configuración física del bus de comunicaciones, se puede optimizar su desempeño, tanto en términos de latencia como de ancho de banda; de hecho, en equipos MPP modernos, el bus de comunicaciones es el componente más complejo y donde se pone el mayor énfasis. La desventaja es que la configuración del equipo puede llegar a ser inflexible; ya que el bus de comunicaciones no puede modificarse fácilmente, restringe el número máximo de elementos de procesamiento que pueden instalarse en el equipo, y aún si no se instalan todos los elementos posibles, se debe tener el bus de comunicaciones disponible para ellos. Además, el nivel de especialización del bus de comunicaciones hace que sea un componente sumamente costoso; el costo de un equipo MPP comercial puede alcanzar decenas de millones de dólares, y los equipos más poderosos, desarrollados para proyectos avanzados como la iniciativa ASCI, tienen un costo aún mayor.

Un escalón abajo se encuentran los sistemas que pueden operar independientemente, pero también se pueden unir para formar un equipo más poderoso, por medio de un canal de comunicaciones propietario, pero de propósito múltiple. Un ejemplo de este tipo de diseño está en los equipos Convex Exemplar (en la actualidad Convex es parte de Hewlett Packard). Convex denomina a su tecnología SPP (Scallable Parallel Processor). Un solo equipo Exemplar consta de 1 a 8 procesadores. Si se desea escalar, se puede adquirir otro equipo Exemplar e interconectarlos por medio de un bus que Convex llama ADN-ii. De esta manera se obtiene una máquina más poderosa donde los procesadores pueden comunicarse a través del bus. En el caso particular de las Exemplar, se trata de un esquema híbrido pues cada equipo por sí solo se puede considerar como un sistema SMP con memoria compartida, y el conjunto se puede visualizar como un equipo MPP de memoria distribuida. Sin embargo, el concepto aplica en general a todo equipo que permite la conexión, por medio de un bus propietario y de alta velocidad, de cierta cantidad de equipos independientes para componer un equipo MPP de buena capacidad. Este enfoque es más económico que el anterior, aunque también, y dada la naturaleza del bus de comunicaciones, no se presta a un rendimiento tan elevado.


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2002-05-15