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La misteriosa historia de SMP: ¿Cómo lograron los primeros ordenadores la colaboración entre múltiples procesadores?
Concepto de diseño
Los sistemas SMP generalmente constan de varios procesadores similares que comparten una memoria principal central y funcionan bajo un único sistema operativo. Cada procesador está equipado con una memoria caché dedicada para acelerar el acceso a la memoria principal y reducir el tráfico del bus del sistema. En los primeros sistemas SMP, la tecnología a menudo estaba limitada por el ancho de banda y el consumo de energía, y había problemas de cuellos de botella en el diseño. Desde entonces, la introducción de la arquitectura de red ha mejorado los problemas de escalabilidad, aunque es necesario superar la complejidad de la programación.“Los sistemas SMP permiten que cualquier procesador ejecute cualquier tarea, independientemente de la ubicación de los datos de la tarea, siempre y cuando la tarea no esté siendo ejecutada por ningún otro procesador en el sistema”.
Revisión de la historia
Entre los primeros sistemas multiprocesador, el Burroughs B5000 se convirtió en 1961 en el primer sistema de producción, aunque todavía era asimétrico en su funcionamiento. Con la introducción del Burroughs D825 en 1962, el concepto de SMP fue tomando forma gradualmente. La serie de computadoras System/360 de IBM también lanzó un sistema de computación de doble procesador, haciendo realidad la aplicación de la arquitectura SMP. A medida que las grandes empresas entraron en este campo, los sistemas SMP evolucionaron gradualmente y se convirtieron en algo común.
Escenarios de aplicación
SMP se utiliza ampliamente en sistemas de servidor y de tiempo compartido, que pueden soportar múltiples procesos que se ejecutan en paralelo sin modificar la aplicación. En las computadoras personales, la utilidad de SMP se reduce porque muchas aplicaciones aún no han sido modificadas para subprocesos múltiples. Para aprovechar SMP, la programación multiproceso se convierte en una consideración importante.
Ventajas y desafíos Los diseños actuales de sistemas SMP permiten acoplar estrechamente varios procesadores, pero esto también plantea desafíos en cuanto a escalabilidad y rendimiento. Si bien los sistemas multiprocesador pueden aumentar el rendimiento, llenar el vacío en la optimización del rendimiento requerirá un sistema operativo cuidadosamente diseñado y un soporte de software eficiente para maximizar el uso del hardware."En un entorno SMP, cuando se ejecutan varios programas simultáneamente, el rendimiento del sistema es significativamente mejor que el de un sistema con un solo procesador".
Métodos de programación
Los sistemas que utilizan SMP requieren técnicas de programación diferentes a las de los sistemas que utilizan uniprocesadores para obtener el máximo rendimiento. Porque en un sistema SMP, los programas pueden ejecutarse utilizando múltiples procesadores simultáneamente. Esto no sólo mejora las capacidades multitarea, sino que también mejora la fluidez del funcionamiento del programa. A medida que el programa mejore, podrá equilibrar mejor la carga de trabajo.
Arquitecturas alternativas futuras
A medida que aumentan las demandas de computación, surgen nuevas arquitecturas como NUMA (Acceso a memoria no uniforme), que permiten a los procesadores acceder a la memoria local más rápidamente y reducir la dependencia de la memoria compartida. Si bien NUMA puede proporcionar un acceso a datos más eficiente en algunos entornos, el costo de mover datos de un procesador a otro es relativamente alto cuando se realiza el equilibrio de carga de trabajo.
