Master IM2P2 - Calcul Scientifique

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Master IM2P2 - Calcul Scientifique
Plan :
•Les systèmes HPC
–Typologie des systèmes :
•Machines Mémoire partagée
•Machines à Mémoire Distribuées
•Machine NUMA
–Exemples
•Architectures Processeurs HPC
–Processeurs scalaires, superscalaires, vectoriels
–Concepts d’optimisation
•Optimisation de codes
–Technique d’optimisation
–Compilo, librairies

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Architecture Processeurs : MIMD
Processeurs Généralistes (€↓)Processeurs HPC (€↑)
Jeu d’instruction complexe :
multimedia, add, mult,…
Spécialisé Entiers
32 bit
Exemple : Pentium IV Exemple : Itanium II
 3,2 GHz
 Cache 500 ko
 6,4 Gflop/s peak
Linpack 0,7 Gflop/s
 1,5 GHz
 Cache 6 Mo
 6 Gflop/s peak
Linpack 5,4 Gflop/s
Jeu d’instruction simple : Mult., Add, Div., Sub.
Spécialisé Flottants
64 bit
Fondeurs : Intel (Itanium), AMD (Opteron), IBM (Power), SUN (UltraSparc) , NEC (Processeurs Vectoriels)
Temps de restitution ≅ 8 fois + rapide!

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Architecture Processeurs HPC
Spécificités processeur HPC:
•Memoire Hierarchique
•Accès mémoire rapide
•Différents niveaux de cache L1, L2, L3
•Instruction Level Parallelism (ILP) :
•Pipeline
•multiple Functional unit (FPU)
•Exécution Spéculative
•Branch prediction
•Prefetching
Définition : cycle
•Fréquence d’horloge = nombre d’impulsions par seconde
•200 Mhz ⇒ 200 Millions de cycles par seconde
•Restitution d’une opération ⇒ n cycles avec n ≥ 1

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Architecture Processeurs HPC
Exemple schéma Architecture Proc. Superscalaire: Itanium

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Architecture Processeurs HPC
Exemple schéma Architecture Proc. Superscalaire: Itanium
•Architecure
« massively parallel »:
2 FPU
4 I&MM Units
3 Branch Prediction