Universalis
Abonnez-vous à Universalis pour 1 euro

ORDINATEURS

Les machines parallèles et les machines massivement parallèles

Pour améliorer les performances des ordinateurs, les machines parallèles ont, dès le début de l'informatique, été conçues essentiellement pour les applications scientifiques. On appelle machines massivement parallèles les machines qui possèdent un très grand nombre de processeurs, ce nombre allant d'au moins cent processeurs à quelques dizaines de milliers. Les architectures parallèles utilisent intensément les techniques d'optimisation décrites plus haut (cf. supra, Les améliorations de l'architecture de von Neumann).

Le fonctionnement de ces machines repose sur le principe que l'on peut décomposer un programme en un ensemble de tâches indépendantes et communiquant entre elles, qui sont exécutées simultanément sur des processeurs différents. Selon la manière dont les processeurs coopèrent au cours du traitement, on distingue les systèmes fortement couplés des systèmes faiblement couplés. Par ailleurs, deux types d'architectures parallèles existent concurremment : les multiprocesseurs et les multiordinateurs, mais, actuellement, les différences entre les deux types de systèmes tendent à s'estomper. Les multiprocesseurs se partagent une mémoire commune (la mémoire partagée), alors que les multiordinateurs sont constitués par l'interconnexion de multiples ordinateurs (souvent appelés nœuds), qui possèdent leur propre espace mémoire, leurs propres mémoires et, éventuellement, leurs propres unités d'entrées-sorties.

Remarquons que, quel que soit le type de machines parallèles employé, les performances dépendent fortement du type d'applications à traiter. En particulier, elles exigent de leurs utilisateurs une très bonne connaissance de l'architecture de la machine pour l'écriture de programmes efficaces. De plus, les problèmes à traiter doivent pouvoir être programmés selon des méthodes particulières, variables d'un système à l'autre, faute de quoi les performances de ces architectures seront tellement dégradées que l'usage des machines parallèles ne se justifie plus.

Les systèmes fortement couplés

Système fortement couplé - crédits : Encyclopædia Universalis France

Système fortement couplé

Encyclopædia Universalis France

Ces systèmes sont caractérisés par une communication interprocesseurs s'effectuant à travers la mémoire commune, partagée entre tous les processeurs. Le débit de la mémoire commune détermine donc les performances du système. De plus, il limite le nombre de processeurs possibles : plus le nombre de processeurs croît, et plus la probabilité de conflits d'accès mémoire (par exemple, la demande simultanée d'une opération mémoire sur le même mot mémoire) augmente également. La simultanéité d'exécution dans le système décroît alors très vite, entraînant des baisses de performances très sensibles. La figure 6 donne le schéma de principe d'un système fortement couplé.

Les systèmes faiblement couplés

Les systèmes faiblement couplés, eux, ne connaissent pas au même degré les problèmes de conflits d'accès mémoire car, dans de tels systèmes, chaque processeur dispose de périphériques propres et d'une grande mémoire locale, dans laquelle il va chercher instructions et données. Les processeurs communiquent donc plus rarement entre eux, grâce à des messages échangés au moyen d'un dispositif de transfert de messages, spécifique d'un système donné.

Système faiblement couplé - crédits : Encyclopædia Universalis France

Système faiblement couplé

Encyclopædia Universalis France

Les systèmes faiblement couplés peuvent donc être utilisés efficacement chaque fois que les interactions entre tâches sont très faibles. Si les interactions entre tâches nécessitent de nombreux transferts de messages entre processeurs, les performances sont fortement dégradées. La figure 7 représente un système faiblement couplé.

Les multiprocesseurs

Les architectures multiprocesseurs contiennent par définition plusieurs processeurs. Ceux-ci peuvent communiquer et coopérer à différents niveaux pour exécuter[...]

La suite de cet article est accessible aux abonnés

  • Des contenus variés, complets et fiables
  • Accessible sur tous les écrans
  • Pas de publicité

Découvrez nos offres

Déjà abonné ? Se connecter

Écrit par

  • : maître de conférences à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie, ingénieur de l'École polytechnique féminine, docteur-ingénieur
  • : professeur, Sorbonne université

Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis

Classification

Pour citer cet article

Danièle DROMARD et François PÊCHEUX. ORDINATEURS [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Machine à calculer de Charles Babbage - crédits : AKG-images

Machine à calculer de Charles Babbage

AKG-images

E.N.I.A.C. - crédits : AKG-images

E.N.I.A.C.

AKG-images

John von Neumann - crédits : Bettmann/ Getty Images

John von Neumann

Bettmann/ Getty Images

Afficher les 11 médias de l'article ORDINATEURS

Autres références

  • COMMERCIALISATION DES PREMIERS ORDINATEURS

    • Écrit par Pierre MOUNIER-KUHN
    • 216 mots

    En Grande-Bretagne, une grande machine développée à l'université de Manchester, M.A.D.M. (Manchester Automatic Digital Machine), sert de prototype au Mark-1, ordinateur mis au point par la firme Ferranti et commercialisé dès 1951. En même temps, aux États-Unis, John P. Eckert et John W. Mauchly,...

  • PREMIERS ORDINATEURS - (repères chronologiques)

    • Écrit par Pierre MOUNIER-KUHN
    • 1 108 mots

    1904 Le Britannique John Ambrose Fleming invente la diode, premier tube à vide comportant deux électrodes, qui permet de capter et de redresser un signal radio.

    1906 L'Américain Lee De Forest invente la triode, tube à vide à trois électrodes, qui permet d'amplifier un faible courant électrique....

  • AIKEN HOWARD HATHAWAY (1900-1973)

    • Écrit par Bernard PIRE
    • 506 mots

    L’Américain Howard Aiken fut un des pionniers de l'informatique, concepteur de l'IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC) encore appelé Harvard Mark I.

    Après avoir suivi les cours d'une école technique tout en travaillant la nuit, Howard Hathaway Aiken, né le 9 mars 1900 à...

  • APPLE

    • Écrit par Pierre MOUNIER-KUHN
    • 2 547 mots
    • 2 médias

    Archétype des start-up de la Silicon Valley, la société américaine Apple, fondée en 1976, a gagné fortune et célébrité par ses innovations de rupture, de l’ordinateur Macintosh au téléphone portable iPhone et à la tablette numérique iPad. Associée au talent visionnaire de son président historique,...

  • APPRENTISSAGE PROFOND ou DEEP LEARNING

    • Écrit par Jean-Gabriel GANASCIA
    • 2 645 mots
    • 1 média

    Apprentissage profond, deeplearning en anglais, ou encore « rétropropagation de gradient »… ces termes, quasi synonymes, désignent des techniques d’apprentissage machine (machine learning), une sous-branche de l’intelligence artificielle qui vise à construire automatiquement des connaissances...

  • ARCHITECTURE CONTEMPORAINE - Construire aujourd'hui

    • Écrit par Antoine PICON
    • 6 531 mots
    • 3 médias
    Grande Arche de la Défense - crédits : Doug Armand/ The Image Bank/ Getty Images
    Bien que des pionniers comme Nicholas Negroponte aient prophétisé l'adoption del'ordinateur par les architectes dès la fin des années 1960, celui-ci ne s'est véritablement généralisé dans les agences d'architecture et les écoles qu'au cours des années 1990. Il fait aujourd'hui figure d'outil indispensable...
  • Afficher les 72 références

Voir aussi

Abonnez-vous à Universalis pour 1 euro

Rejoignez-nous

Inscrivez-vous à notre newsletter