Architectures et Syst`emes des Calculateurs Parall`eles - ENSEIRB ...

Architectures et Syst`emes des
Calculateurs Parall`eles
Fran¸cois PELLEGRINI
ENSEIRB-MATM´ ECA
[email protected]
30 septembre 2010

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que le pr´esent texte.
Cours d’architectures et syst`emes des calculateurs parall`eles

Avant-propos
La loi de Moore, ´enonc´ee en 1975, et encore v´erifi´ee jusqu’il y a quelques ann´ees,
stipulait que la puissance des ordinateurs, `a prix ´egal, doublait en moyenne tous les
18 mois. Cette am´elioration constante en puissance, sur pr`es de trente ans, ne peut
s’expliquer par la simple augmentation de la fr´equence des processeurs, car celle-ci
n’a pas suivi la mˆeme ´evolution. Elle est le fruit d’une intense recherche qui porte
tout `a la fois sur l’architecture g´en´erale du processeur, l’optimisation du cˆablage de
ses op´erations, les strat´egies efficaces de pr´ediction de branchement, la d´efinition
de hi´erarchies m´emoire, les techniques de compilation avanc´ees, l’optimisation des
ressources disques, et l’am´elioration des syst`emes d’exploitation.
La situation a cependant radicalement chang´e `a partir du milieu de la d´ecennie
2000. ` A cette p´eriode, les fabricants de processeurs ont ´et´e `a cours de solutions
pour employer les transistors dont la densit´e d’int´egration toujours croissante, en-
core pour une autre d´ecennie au moins, leur permettait de disposer. Toutes les
techniques mises en œuvre jusqu’alors pour augmenter la puissance individuelle des
cœurs ont atteint leurs limites, dont la tristement c´el`ebre «barri`ere de la chaleur »,
qui limite la puissance thermique pouvant ˆetre ´evacu´ee par unit´e de surface. La voie
employ´ee par les fabricants a donc ´et´e de multiplier le nombre de cœurs des proces-
seurs, sans que le d´ebit m´emoire augmente en proportion, laissant les utilisateurs
faire face seuls au probl`eme de leur utilisation.
L’objectif de ce cours est de faire un tour d’ensemble des techniques mat´erielles
et logicielles mises en œuvre au sein des architectures des processeurs hautes perfor-
mances, afin d’en tirer parti au maximum lors de l’´ecriture de programmes faisant
un usage intensif du processeur et de la m´emoire.
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Cours d’architectures et syst`emes des calculateurs parall`eles

Ouvrages de r´ef´erence
–Highly Parallel Computing – Second edition, G. S. Almasi et A. Gottlieb.
Benjamin Cummings.
–Advanced Computer Architecture : Parallelism, Scalability, Programmability,
K. Hwang. McGraw-Hill.
–Designing and Building Parallel Programs, I. Foster. Addison-Wesley, http:
//www.mcs.anl.gov/dbpp/.
–Practical Parallel Computing, H. S. Morse. AP Professional.
–Algorithmes et Architectures Parall`eles,M. Cosnard et D. Trystram.Inter´ Editions.
–CPU Info Center,http://infopad.eecs.berkeley.edu/CIC/.
–Journal of Parallel and Distributed Computing, . . .
– Page d’accueil des conf´erences HPCA («High Performance Computer Archi-
tecture »), http://www.hpcaconf.org/
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