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Multiprozessoren: Herausforderung für die Software Michael Pöttschacher.

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Präsentation zum Thema: "Multiprozessoren: Herausforderung für die Software Michael Pöttschacher."—  Präsentation transkript:

1 Multiprozessoren: Herausforderung für die Software Michael Pöttschacher

2 Agenda Gründe Multiprozessoren Theorie Leistungssteigerung Folgen Aktuelle MultiCore Systeme Ausblick 19.05.2014Michael Pöttschacher2

3 Multiprozessoren, warum? Moores Law: Rechenleistung verdoppelt sich alle 18 Monate – Single-Core Systeme erreichen Technologiegrenzen – Probleme: Verlustleistung, physikalische Grenzen 19.05.2014Michael Pöttschacher3 Lösung: Multiprozessorsysteme

4 Arten von Multiprozessoren (1) 19.05.2014Michael Pöttschacher4 speichergekoppeltnachrichtengekoppelt

5 Arten von Multiprozessoren (2) Speichergekoppelt Multiprozessoren – gemeinsamer Adressraum (shared memory) – Kommunikation über diesen Adressraum Symmetrischer Multiprozessor (SMP) – ein globaler Speicher Distributed-Shared-Memory System (DSM) – physikalisch verteilte Speichermodule 19.05.2014Michael Pöttschacher5

6 Arten von Multiprozessoren (3) Nachrichtengekoppelte Multiprozessoren – physikalisch verteilter Speicher – prozessorlokale Adressräume – Kommunikation mittels Nachrichten 19.05.2014Michael Pöttschacher6

7 Leistungssteigerung durch Multiprozessorsysteme Leistungssteigerung (Speed-up) T(1).........Ausführungszeit auf einem Einprozessorsystem (in Takten) T(n).........Ausführungszeit auf einem Multiprozessorsystem (in Takten) 19.05.2014Michael Pöttschacher7

8 Amdahls Gesetz 19.05.2014Michael Pöttschacher8 a …..Ausführungszeit des nur sequentiell ausführbaren Programmteils maximale Leistungssteigerung

9 Folgen für die Software Free Lunch is over [Herb Sutter, Microsoft] Anwendungen müssen parallelisiert werden – Data decomposition – Functional decomposition erfordert: – neue Programmiersprachen – neue Programmiermodelle – neue Tools 19.05.2014Michael Pöttschacher9

10 Folgen für die Entwickler parallele Programmierung (Concurrent Programming ) – schwieriger – fehleranfälliger zusätzlicher Aufwand – Kommunikation – Synchronisation genauere Kenntnisse über die Hardware 19.05.2014Michael Pöttschacher10

11 aktuelle MultiCore Systeme (1) UltraSparc T1 (Sun) – 1,2 GHz – 8 Kerne keine vollständigen Prozessoren alle Kerne teilen sich eine FPU – nicht arithmetischer Anwendungsbereich – zielt auf Leistung/Watt 19.05.2014Michael Pöttschacher11

12 aktuelle MultiCore Systeme (2) Cell BE (IBM, Sony, Toshiba) – 4,6 GHz – ein Power5 Kern, 8 Vektorprozessoren – System on a Chip Design – zentrale Steuerung mittels vereinfachtem 64-Bit Power5 Prozessor (PPE, Power Processing Element) – 8 unabhängige Synergistic Processing Units (SPU) – 204,8 GByte/s schneller Interconnect 19.05.2014Michael Pöttschacher12

13 aktuelle MultiCore Systeme (2) 19.05.2014Michael Pöttschacher13

14 kommende MultiCore Systeme Vega-2 (Azul Systems) – 64-Bit Prozessor – 48 Kerne – 812 Millionen Transistoren (Cell: 234) – JAVA und.NET – Anwendungen beschleunigen – verfügbar Ende 2007 19.05.2014Michael Pöttschacher14

15 Ausblick In weniger als 10 Jahren werden Standardmikroprozessoren mehr als 128 Prozessoren auf dem Chip aufweisen [1] 19.05.2014Michael Pöttschacher15

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

17 Quellenverzeichnis Feldrechner, Vektorrechner und Multiprozessoren – www.informatik.uni-augsburg.de/lehrstuehle/ sik/lehre/ws/info1/folien/Info1_Kap3.pdf Betriebssystemkonzepte – www.bs.informatik.uni-siegen.de/ www/lehre/ws0405/bs1/v02_4.pdf Alleskönner oder Hype - der Cell-BE-Prozessor – http://www.tecchannel.de/technologie/prozessoren/444414/ IDF 2006: Software für mehrere Kerne – http://praxis.thgweb.de/2006/10/03/idf_2006_4/page2.html [1] http://www.tecchannel.de 19.05.2014Michael Pöttschacher17


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