Traitement Parallèle en Informatique

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Questions and Answers

Dans quel domaine est principalement appliqué le traitement parallèle ?

L'écriture littéraire

La modélisation du climat (correct)

La sculpture

La cuisine

Quelle est la principale différence entre le calcul parallèle et le multitâche ?

Le multitâche utilise plusieurs serveurs

Le calcul parallèle divise une tâche en plusieurs sous-tâches (correct)

Le multitâche est plus rapide que le calcul parallèle

Le calcul parallèle s'applique seulement aux téléphones

Quel exemple montre l'utilisation du traitement parallèle dans l'industrie automobile ?

La simulation des accidents de véhicule (correct)

L'organisation d'un évènement

La création d'un site Web

La conception d'une recette

Quel phénomène décrit l'augmentation de la densité des transistors dans un microprocesseur ?

La loi de Moore Signup and view all the answers

Quel domaine n'est PAS mentionné comme utilisant le traitement parallèle ?

Art culinaire Signup and view all the answers

Pourquoi le traitement parallèle est-il crucial pour les applications météorologiques ?

Il exécute des modèles climatiques nécessitant des calculs intensifs Signup and view all the answers

Quel type de calcul est souvent confondu avec le traitement parallèle ?

Calcul simultané Signup and view all the answers

Quel est l'un des avantages des clusters par rapport à un ordinateur isolé ?

Amélioration des performances et de la disponibilité Signup and view all the answers

Quelle tendance informatique a contribué à l'émergence des clusters ?

Disponibilité de microprocesseurs à bas prix Signup and view all the answers

Quel effet le traitement parallèle a-t-il dans la création d'effets spéciaux ?

Il génère des séquences d'animation Signup and view all the answers

Quel est le coût du HPC le plus puissant construit par IBM ?

240 millions de dollars Signup and view all the answers

Quelle est la puissance de calcul du HPC « summit » d'IBM ?

200 péta Flops Signup and view all the answers

Quel est un inconvénient potentiel des GPU pour des calculs généraux ?

Mémoire de très petite taille Signup and view all the answers

Quelle est l'une des caractéristiques des unités de traitement graphique (GPU) ?

Unité de calculs massivement parallèles Signup and view all the answers

Quel type de nœud compose le HPC le plus puissant d'IBM ?

Processeur IBM Power 9 et carte graphique Tesla V100 Signup and view all the answers

À quel domaine les clusters et le HPC sont-ils souvent appliqués ?

Calculs mathématiques complexes Signup and view all the answers

Quel est l'impact de la loi de Moore sur le nombre de transistors dans un processeur au fil des ans?

Elle augmente de quelques pourcents chaque année. Signup and view all the answers

Quelle mesure est considérée comme la meilleure représentation de la puissance de calcul d'un processeur?

Les opérations en virgule flottante par seconde (Flops) Signup and view all the answers

Quelle affirmation sur le préfixe 'giga' est correcte?

Giga équivaut à 2^30. Signup and view all the answers

Pourquoi la loi de Moore a-t-elle été reformulée plusieurs fois?

En raison de la difficulté à maintenir le rythme de doublement. Signup and view all the answers

Quel est le terme désignant plusieurs unités de calcul au sein d'un processeur?

Cœurs Signup and view all the answers

Quel type de programmation est devenu incontournable pour des exécutions en temps réel?

Programmation parallèle Signup and view all the answers

Que signifie le préfixe 'méga' dans le contexte des opérations en virgule flottante?

2^20 Signup and view all the answers

Quelle caractéristique distingue le matériel pour une exécution séquentielle de celui pour une exécution parallèle?

La capacité à traiter simultanément plusieurs tâches. Signup and view all the answers

Quel composant est principalement associé aux processeurs graphiques (GPUs) ?

Carte graphique Signup and view all the answers

Quel type de matériel est décrit comme hétérogène ?

Système avec plusieurs unités de traitement différentes Signup and view all the answers

En quelle année le MPI (Message Passing Interface) a-t-il été développé ?

1994 Signup and view all the answers

Quel est l'objectif principal de la norme MPI ?

Établir une norme pour la transmission de messages Signup and view all the answers

Quel est l’un des avantages de l’utilisation du MPI ?

Portabilité des messages Signup and view all the answers

Comment est désigné un GPU lorsque intégré au chipset d'une carte mère ?

Circuit intégré Signup and view all the answers

Quel type d'architecture les GPU utilisent-ils souvent ?

Architecture massivement parallèle Signup and view all the answers

Quels sont des exemples d'unités de traitement supplémentaires dans un matériel hétérogène ?

GPU, TPU, FPGA Signup and view all the answers

Quel est le but principal d'OpenMP ?

Ajouter du parallélisme de manière incrémentale aux applications. Signup and view all the answers

Quelle est une caractéristique unique d'Intel TBB par rapport à d'autres modèles de programmation ?

Il met l'accent sur une structure parallèle logique plutôt que sur des threads. Signup and view all the answers

Quelle affirmation à propos de MPI est correcte ?

MPI est devenu un standard de l'industrie pour les programmes de transmission de messages. Signup and view all the answers

OpenCL est principalement utilisé pour :

Le traitement parallèle sur des processeurs variés. Signup and view all the answers

Quel élément est essentiel pour la spécification d'OpenMP ?

Un ensemble de variables d'environnement influençant l'exécution. Signup and view all the answers

Quel est le lien entre OpenMP et MPI ?

OpenMP peut être combiné avec MPI pour s'exécuter sur plusieurs nœuds. Signup and view all the answers

Quel type de processeurs OpenCL peut-il cibler ?

Tout type de processeur, y compris les DSP et FPGA. Signup and view all the answers

Quel aspect d'Intel TBB est le plus accentué ?

L'exploitation des performances latentes des processeurs multicœurs. Signup and view all the answers

Quel est le principal avantage d'OpenCL dans le traitement des calculs?

Il augmente l'efficacité du traitement en répartissant la charge sur plusieurs processeurs. Signup and view all the answers

Quelle technique est décrite comme GPGPU?

L'utilisation du GPU pour des tâches de calcul non liées aux graphiques. Signup and view all the answers

Quel est le nombre maximal de cœurs CUDA sur une seule carte vidéo?

Des milliers. Signup and view all the answers

En quoi consiste CUDA?

Une architecture pour GPU développée par NVIDIA. Signup and view all the answers

Quelles charges de travail sont souvent qualifiées de «parallèles embarrassantes»?

Les tâches de traitement d'images 3D en temps réel. Signup and view all the answers

Quel langage de programmation est utilisé pour écrire des logiciels pour l'architecture CUDA?

C++. Signup and view all the answers

Quelle assertion concernant le traitement avec OpenCL est correcte?

Il permet d'utiliser le GPU pendant que le CPU est déjà occupé. Signup and view all the answers

Quel aspect de la programmation parallèle est mentionné comme demandé dans le futur?

La programmation GPGPU. Signup and view all the answers

Study Notes

Introduction à la Programmation Parallèle

La première architecture informatique (Von Neumann) utilisait un seul flux de contrôle pour exécuter les opérations séquentiellement.
Les chercheurs ont cherché à améliorer les capacités de calcul pour répondre à la demande croissante des applications informatiques.
Les ordinateurs parallèles sont apparus à la fin des années 1950, suite à un besoin d'augmentation de puissance de calcul.
Dans les années 1960 et 1970, on a développé des systèmes à mémoire partagée ("multiprocesseurs") pour des applications numériques.
Ces systèmes étaient composés d'un petit nombre de processeurs connectés à un nombre limité de modules de mémoire.
Les avancées technologiques dans les circuits intégrés et l'approche des architectes spécialistes ont contribué à l'évolution des superordinateurs.
Dans les années 1980, le Cray X-MP pouvait effectuer plus de 200 millions d'opérations par seconde (MFLOPS).
Les années 1980 ont vu l'apparition des processeurs massivement parallèles.
Le Red MPP ASCI (1996) possédait une performance de plus de 1 Tera-FLOPS grâce à l'utilisation de 4000 nœuds de calcul.
Les clusters d'ordinateurs et le parallélisme ont été développés durant les années 1990, avec un objectif principal: améliorer la vitesse de calcul.

Domaines d'utilisation

Le traitement parallèle divise une tâche de calcul en plus petits segments pour une exécution simultanée par plusieurs processeurs.
Applications telles que l'astrophysique, le géotraitement, la modélisation climatique, l'analyse des risques financiers, la correction des couleurs vidéo, la dynamique des fluides et l'imagerie médicale relèvent souvent du traitement parallèle.
Les prévisions météo utilisent le calcul parallèle pour traiter des données complexes provenant de modèles climatiques.
La génération d'images de synthèse comme celles des films implique des algorithms de traitement parallèle pour des calculs d'animation plus précis et rapides.

Puissance de calcul

La loi de Moore indique que la densité des transistors dans les microprocesseurs double approximativement tous les 18 à 24 mois.
Cette augmentation de densité permet de créer plus d'unités de calcul (cœurs) dans chaque processeur.
Cependant, il devient de plus en plus difficile de suivre le taux d'amélioration de la loi de Moore.
Les mesures de puissance de calcul se font souvent en gigaflops (10⁹ opérations en virgule flottante par seconde).

Matériels pour le parallélisme

Les architectures d'ordinateurs modernes comportent souvent plusieurs unités arithmétiques et logiques (UAL) pour le traitement parallèle.
On peut distinguer les PC et les stations de travail, qui incluent les processeurs multi-cœurs (ex. Intel i7 ancienne ou nouvelle génération).
Les clusters sont des ensembles d'ordinateurs faiblement connectés qui fonctionnent ensemble comme un seul système.
Les performances des clusters sont bien améliorées par rapport aux systèmes individuels.

Langages et techniques de programmation parallèle

MPI (Message Passing Interface) : norme de bibliothèque pour la transmission de messages entre les nœuds d'un système.
OpenMP : utilise des directives de compilateur pour gérer la parallélisation au sein d'un seul nœud.
Intel TBB : une bibliothèque d'exécution pour le code C++ basé sur les threads.
OpenCL : standard pour la programmation parallèle multi-plateformes.
CUDA : architecture GPU développée par NVIDIA pour les calculs parallèles.

Conclusion

Le traitement parallèle est essentiel pour les tâches de calcul complexes et les applications modernes.
Différents langages et outils sont disponibles pour programmer des applications performantes en environnement parallèle.

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Description

Ce quiz explore le traitement parallèle et ses applications dans divers domaines, y compris l'industrie automobile et la météorologie. Testez vos connaissances sur les différences entre le calcul parallèle et le multitâche, ainsi que sur les tendances informatiques liées aux clusters et au HPC.