Arquitectura de Computadoras 2011

1 Antonio Acosta Murillo

Tendencias futuras

Clasificación de Flynn de los computadores Flynn [1966] propuso un sencillo modelo para clasificar todos los computadores.

Observó el paralelismo de los flujos de instrucciones y datos exigidos por las instrucciones en

los componentes más restringidos de la máquina, y colocó a todos los computadores en una

de cuatro categorías:

1. Flujo único de instrucciones, flujo único de datos (SISD, el uniprocesador)

2. Flujo único de instrucciones, flujos múltiples de datos (SIMD)

3. Flujos múltiples de instrucciones, flujo único de datos (MISD)

4. Flujos múltiples de instrucciones, flujos múltiples de datos (MIMD)

Computadores SIMD. Flujo único de instrucciones El coste de un multiprocesador general es, sin embargo, muy alto y se consideraron opciones

de diseño adicionales que podían abaratar el coste sin degradar seriamente la potencia o

eficiencia del sistema. Las opciones consisten en recentralizar uno de los tres componentes

principales... Centralizando la [unidad de control obtenemos a la organización básica de [un]

... procesador en array, tal como el Illiac IV.

BOUKNIGHT Y COLS. [1972]

Computadores MIMD. Flujos múltiples de instrucciones, flujos

múltiples de datos Multis son una nueva clase de computadores basados en múltiples microprocesadores. El

pequeño tamaño, bajo coste y alto rendimiento de los microprocesadores permiten el diseño y

construcción de estructuras de computadores que ofrecen ventajas significativas en

fabricación, relación precio-rendimiento, y fiabilidad sobre las familias de computadores

tradicionales... Multis son probablemente la base para la siguiente, la quinta, generación de

computadores.

BELL. [1985,463]

Procesadores de propósito especial La creciente sofisticación del software de diseño ayudado por computador y la creciente

capacidad por chip conlleva la oportunidad de construir rápidamente un chip que haga bien

una cosa a bajo coste. El tratamiento de imágenes y el reconocimiento del habla en tiempo

real son ejemplos. Estos dispositivos de propósito especial, o coprocesadores, frecuentemente

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actúan en unión de la CPU. Hay dos tipos en la tendencia de coprocesadores: procesadores de

señales digitales y arrays sistólicos.

Direcciones futuras para los compiladores Los compiladores del futuro tienen dos desafíos sobre las máquinas del futuro:

Organización de los datos para reducir los gastos de jerarquía de memoria y de

comunicación.

Explotación del paralelismo.

Juntando todo: el multiprocesador Sequent Symmetry El alto rendimiento y bajo coste de los microprocesadores inspiraron un renovado interés en

los multiprocesadores en los años ochenta. Varios microprocesadores se pueden colocar sobre

un bus común porque:

Son mucho más pequeños que los procesadores multichip, las caches pueden disminuir el

tráfico del bus y los protocolos de coherencia pueden mantener caches y memoria consistente.

Observaciones finales. Evolución frente a revolución en

arquitectura de computadores Una razón para que esto ocurra se denomina el «síndrome de von Neumann. Esperando

inventar un nuevo modelo de computación que revolucione el cálculo, los investigadores están

luchando para llegar a ser conocidos como el von Neumann del siglo XXI. Otra razón es de

gusto: los investigadores, con frecuencia, seleccionan problemas que no tienen interés para

los demás.

Perspectiva histórica y referencias Durante una década los profetas han predicado el argumento de que la organización de un

solo computador ha alcanzado sus límites y que avances verdaderamente significativos sólo

pueden hacerse interconectando una multiplicidad de computadores de tal forma que

permitan soluciones cooperativas. La demostración consiste en la validez continuada del

enfoque de un procesador.