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TEMA: Introducción a la 
Supercomputación.
ING. ROQUE PIZANGO TAPULLIMA
Introducción
• HPC: High Performance Computer System.
• ¿Qué es un supercomputador?
• Computador diseñado para ofrecer la mayor capacidad de
procesamiento posible.
• Evolución
• Caracterizada por un rápido cambio de fabricantes, arquitecturas y
tecnologías.
• Evolución de las prestaciones: estable y continua.
Docente: Ing. Roque F. Pizango Tapullima
Aplicaciones
• Inteligencia / Defensa.
• Predicción climática.
• Simulaciones físicas, químicas y matemáticas.
• Transporte.
• Astrofísica.
• Materiales y nanotecnología.
• Macroeconomía y dinámica social.
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Evolución Histórica
1940 - 1970
Docente: Ing. Roque F. Pizango Tapullima
Década 1940 - 1950
• Colossus (UK) 1943.
• Empleado para descifrar comunicaciones alemanas en la segunda
guerra mundial
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Década 1940 - 1950
• Colossus (UK) 1943.
• 1500 válvulas electrónicas.
• Capaz de leer 5000 caracteres por segundo en una cinta
de papel perforada.
• La señal de reloj provenía de una serie de agujeros en la
misma cinta.
• 100 operaciones booleanas por Segundo.
• Se usan por primera vez los registros de desplazamiento.
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Década 1940 - 1950
• ENIAC (USA) 1945.
• Empleado para el cálculo de tablas balísticas.
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Década 1940 - 1950
• ENIAC (USA) 1945.
• Electronic Numerical Integrator And Computer.
• 17.468 válculas electrónicas.
• 27 toneladas de peso y un área de 63m2.
• 150 kW de consumo.
• 5.000 operaciones de suma/resta por segundo.
• 385 operaciones de multiplicación por segundo.
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Década 1940 - 1950
• BINAC (USA) 1949.
• Empleado para el desarrollo de reactores militares.
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Década 1940 - 1950
• BINAC (USA) 1949.
• BINary Automatic Computer.
• 2 CPUs.
• Memoria de mercurio de 512 palabras.
• Velocidad de reloj de 4.25 MHz.
• 800 µs por cada suma/resta.
• 1200 µs por cada multiplicación.
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Década 1950 - 1970
• Los supercomputadores crean mercado.
• Se crea un mercado de computación para un amplio rango
de aplicaciones científicas y comerciales.
• El rango de aplicaciones disponibles se expande
rápidamente.
• Los dos principales fabricantes fueron IBM y Sperry Rand.
Ambos salieron al mercado de la supercomputación en los
años.
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Década 1950 - 1970
• Algunos ejemplos:
• UNIVAC I (USA) 1951.
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Década 1950 - 1970
• Algunos ejemplos:
• IBM 7030 Stretch (USA) 1961.
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SUPERCOMPUTADORAS
COMPUTACION ESCALAR 
COMPUTACION VECTORIAL
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Computación Escalar
• Arquitectura Von Newmann.
• Stored Program Computer.
• El programa se almacena en la memoria del computador,
donde están ya los datos. Para ello es necesario definir un
Instruction Set Architecture (ISA).
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Computación Vectorial
• Computador Vectorial.
• Pueden almacenarse vectores de números en registros
vectoriales y procesarse en unidades aritméticas
supersegmentadas.
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Escalar VS Vectorial
• Ejemplo: Multiplicación matricial
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Escalar VS Vectorial
• Ejemplo: Multiplicación matricial.
• Procesador Escalar
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Escalar VS Vectorial
• Ejemplo: Multiplicación matricial.
• Procesador Vectorial
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SUPERCOMPUTADORAS
LA ERA VECTORIAL
(1970 – 2000)
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Supercomputación Vectorial
• Los Supercomputadores se hacen vectoriales.
• Comienza la era de la supercomputación
moderna.
• Aumentan las prestaciones en más de 1 orden de
magnitud.
• Mercado dominado por CDC y Cray Research.
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Supercomputación Vectorial
• Algunos ejemplos:
• CDC 6600 (USA) 1966 (pre-vectorial).
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Supercomputación Vectorial
• Algunos ejemplos:
• Cray – 1 (USA) 1976.
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Supercomputación Vectorial
• Multiprocesadores Vectoriales (PVP):
• En los años 80 y 90, los computadores vectoriales se
hacen multiprocesadores.
• Cray X-MP (4 proc.)
• Cray Y-MP (8 proc.)
• Cray C90 (16 proc.)
• Cray T94 (32 proc.)
• Aumentan las prestaciones en más de 1 orden de
magnitud.
• En esa misma epoca aparece la competencia
Japonesa en la supercomputación (Fujitsu, Hitachi,
NEC…).
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Supercomputación Vectorial
• Algunos ejemplos de PVP:
Cray X-MP (1982)
Cray Y-MP (1988)
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Supercomputación Vectorial
• Algunos ejemplos de PVP:
Cray C90 (1991) Cray T94 (1997)
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SUPERCOMPUTADORAS
BASADOS EN MULTIPROCESADORES 
ESCALARES (SMPs)
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SMPs
• La introducción de los microprocesadores:
• En 1971, Intel introduce el primer
microprocesador: i4004.
• A principios de los 80 la tecnología CMOS
permitía el uso de microprocesadores construidos
en masa, de muy bajo coste, aunque de
relativamente bajas prestaciones: The attack of
the killer micros
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SMPs
• Multiprocesadores Escalares:
• SMP (Symmetric Multiprocessor): Los primeros
multiprocesadores usaban pocos procesadores
idénticos compartiendo una misma memoria.
• En un principio se emplean procesadores CISC
(Synapse, Encore, Flex, Sequent, Myrias…).
• En los 90 fueron desbancadas por los RISC (Sun,
SGI, HP, IBM…).
• La principal área de trabajo es la mejora de las
redes de interconexión entre los procesadores
(buses).
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SMPs
• Multiprocesadores Escalares:
• NUMA (Non Uniform Memory Access):
Distribución de los módulos de memoria entre los
procesadores.
• MPP (Massively Parallel Processor): Se elimina la
compartición física de la memoria.
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SUPERCOMPUTADORAS
CLUSTER
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Cluster
• Uso de componentes estándar:
• Se reduce el coste al sustituir los ASIC por
componentes estándar ampliamente disponibles.
• Los MPP derivan en clusters.
• A partir del 2000 empiezan a dominar el mercado
los procesadores de Intel: Itanium 2, Xeon…
• Relación rendimiento-coste muy elevada.
• Los supercomputadores más potentes seguirán
contieniendo algún ASIC en su diseño.
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SUPERCOMPUTADORAS
EN LA ACTUALIDAD
Docente: Ing. Roque F. Pizango Tapullima
Ley Moore
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Supercomputadores Actuales
• Tipo: IBM Cluster
• Aplicación: Medicina
• Año: 2006
• Memoria: 20 TB
• OS: SuSE Linux Enterprise Server 9
• CPU: PPC 970 2300 MHz (x10240
62 teraflops
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Supercomputadores Actuales
• Tipo: SGI Altix
• Aplicación: No especificada
• Año: 2008
• Memoria: 51 TB
• OS: SuSE Linux Enterprise Server
10
• CPU: PPC 970 2300 MHz (x10240
1 petaflop
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Supercomputadores Actuales
• Tipo: Cray XT
• Aplicación: No especificada
• Año: 2008
• OS: SuSE Linux Enterprise Server
10
• CPU: AMD x86_64 Opteron Quad
2300 MHz (x180.000)
1.4 petaflop
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Supercomputadores Actuales
• Tipo: IBM Cluster
• Aplicación: No especificada
• Año: 2008
• Memoria: 103 TB
• OS: SuSE Linux Enterprise Server
10
• CPU: PowerXCell 8i 3200 Mhz
• (x12960)
1.7 petaflop
Docente: Ing. Roque F. Pizango Tapullima
CONSULTAS:
roquer.pizango@unapiquitos.edu.pe
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