Font size
WorksheetsExamen de Arquitectura
Total questions: 59
Worksheet time: 32mins
Explica cómo las arquitecturas DLP (paralelismo a nivel de datos) aprovechan la ecuación energética para optimizar el rendimiento y reducir el consumo energético.
(a)
¿Cuál es una de las características de la GTX 480 basada en la arquitectura Fermi?
Contiene 242 millones de transistores.
Integra gráficos 3D con sombreado programable pero sin soporte CUDA.
Utiliza un enlace PCI Express 2.0x16 con una tasa bidireccional máxima de 12 GB/s.
Funciona con un procesador ARM Cortex-A9 de doble núcleo.
Tiene un consumo energético de 1.5 vatios.
¿Cuál es el beneficio energético de las arquitecturas vectoriales o DLP frente a los procesadores tradicionales fuera de orden?
Las DLP dependen de frecuencias altas para mejorar el rendimiento.
Pueden reducir la energía disminuyendo la frecuencia y el voltaje mientras mantienen el rendimiento.
Utilizan lógica de control especulativa para optimizar el uso del chip.
Su diseño no admite apagado dinámico de componentes inactivos.
Eliminan la necesidad de paralelismo masivo para procesar datos.x
¿Cuál es una de las ventajas del paralelismo a nivel de datos?
Mayor capacidad de almacenamiento.
Facilidad de programación frente al paralelismo a nivel de tareas.
Compatibilidad con procesadores tradicionales únicamente.
Aumento de la complejidad de diseño.
Reducción del uso de extensiones SIMD.
Según el modelo Roofline, ¿en qué tipo de tareas sobresale una GPU como el GTX 280?
Tareas dependientes de sincronización.
Tareas con baja intensidad aritmética.
Tareas de alta intensidad aritmética y limitadas por ancho de banda.
Tareas dependientes exclusivamente de caché.
Tareas con operaciones trascendentales y atomizadas.
¿Por qué la GPU GTX 280 supera al Core i7 en tareas como SAXPY?
Porque tiene mayor frecuencia de reloj.
Porque cuenta con un ancho de banda de memoria significativamente mayor.
Porque utiliza caché para minimizar los accesos a memoria principal.
Porque puede manejar datos dispersos en memoria más eficientemente.
Porque tiene un modelo más avanzado de sincronización.
¿Cuál fue un desafío identificado para el diseño futuro de GPU?
Incrementar el número de carriles SIMD sin afectar el rendimiento.
Reemplazar completamente los procesadores tradicionales con GPU.
Reducir la capacidad de memoria para aumentar la velocidad.
Mejorar las capacidades de memoria y virtualización.
Eliminar las funciones gráficas dedicadas en las GPU.
¿Cuál es la tarea principal de la aplicación MrBayes?
Generar gráficos en alta resolución.
Analizar probabilidades de transiciones moleculares.
Evaluar topologías de árboles evolutivos mediante cálculos de probabilidad condicional.
Optimizar el almacenamiento de datos genómicos.
Sustituir procesadores tradicionales por GPU en simulaciones.
¿Qué afirmación es correcta respecto al desempeño de cachés según los programas de SPEC2000?
La tasa de fallos de caché es constante para todos los programas cuando el tamaño de caché aumenta.
Los programas comerciales, como bases de datos, tienen tasas de fallo más bajas que los programas SPEC para cachés grandes.
La predicción del desempeño de una caché basada en un solo programa es imprecisa debido a las variaciones en los patrones de acceso.
Los programas integer y floating-point tienen tasas de fallo similares independientemente del programa.
Los datos de un programa son suficientes para generalizar el desempeño de cualquier aplicación.
¿Cuál es uno de los principales problemas de la arquitectura 80x86 para la virtualización?
Carece de soporte para memoria mapeada y operaciones de E/S separadas.
No permite crear niveles adicionales de privilegio para los sistemas operativos huéspedes.
La arquitectura incluye instrucciones sensibles que no generan traps al ejecutarse en modo usuario.
Instrucciones como POPF modifican registros sensibles sin alertar al VMM, lo que dificulta la virtualización.
La arquitectura 80x86 fue diseñada exclusivamente para aplicaciones comerciales, no para sistemas virtualizados.
¿Cuál es la fracción paralela necesaria para lograr una aceleración de 80 con 100 procesadores?
0,9975
0,25
0,5
1,0
¿Qué técnica se menciona para tolerar la latencia en sistemas multiprocesadores?
Prefetching
Almacenamiento en caché
Uso de memoria distribuida
Reducción de procesadores
¿Qué se entiende por memoria compartida en el contexto de los multiprocesadores?
(a)
¿Cuál no es una ventaja del modelo DSM?
Escalabilidad
Costo reducido
Programación simplificada
Reducción del trafico
Virtual Box es una aplicación del modelo DSM (V o F)
(a)
En el estudio sobre el sistema Alpha, ¿cuál fue el comportamiento del sistema con la carga de trabajo OLTP?
Los procesos servidores consumían el 50% del tiempo y nunca bloqueaban para I/O.
Los procesos clientes consumían el 85% del tiempo del usuario.
Los procesos servidores consumían el 85% del tiempo del usuario y bloqueaban para I/O después de 25,000 instrucciones.
¿Qué es un fallo de compartición falsa (False Sharing Miss)?
Un fallo que ocurre cuando se accede a una palabra en un bloque que fue invalidado innecesariamente debido a la escritura de otra palabra en el mismo bloque.
Un fallo que ocurre cuando un dato compartido se actualiza entre procesadores
Un fallo que ocurre cuando un bloque de memoria no existe en la caché.
¿Qué tipo de multithreading cambia de hilo en cada ciclo para ocultar latencias cortas y largas?
Coarse-Grained Multithreading
Simultaneous Multithreading (SMT)
Fine-Grained Multithreading
¿Qué ocurre en un sistema multiprocesador con un protocolo de coherencia basado en invalidación cuando un procesador escribe en un bloque compartido?
El bloque se divide en varias partes
Se produce una invalidación de la copia del bloque en otros procesadores.
El bloque se actualiza automáticamente en todas las cachés.
¿Cuál es una característica importante de las computadoras a escala de almacén (WSC)?
Utilizan hardware personalizado para reducir costos
Su diseño se basa en el uso exclusivo de energía renovable
No requieren redundancia para garantizar disponibilidad
Operan como una única máquina gigante para ofrecer servicios de Internet
¿Qué indicador se utiliza para medir la eficiencia energética en un centro de datos?
Tiempo de respuesta de la red.
Uso de la CPU.
Efectividad de utilización de energía
Velocidad de acceso a disco
Según los contenedores WSC marque la alternativa correcta:
El aire frío se mantiene a 60°F (15°C) para evitar problemas con los equipos de TI.
Los racks de computadoras están fijados al piso del contenedor para optimizar el flujo de aire.
El diseño del contenedor evita la mezcla de aire caliente y frío, mejorando la eficiencia de la refrigeración.
Los ventiladores operan a velocidad constante para garantizar una temperatura uniforme.
Según los contenedores WSC marque verdadero o falso: Los ventiladores de velocidad variable en el contenedor funcionan a la velocidad más baja necesaria para enfriar los racks, en lugar de operar a una velocidad constante. (V) (F)
(a)
¿Cuál es el objetivo principal de la arquitectura de un WSC?
Maximizar la velocidad de procesamiento
Minimizar el consumo de energía
Optimizar la capacidad de almacenamiento
Proveer una alta disponibilidad y escalabilidad
¿Cuál es el proveedor de servicios de computación en la nube más popular?
Amazon Web Services (AWS)
Microsoft Azure
Google Cloud Platform
IBM Cloud
¿Qué desafíos presentan los grandes conmutadores de centros de datos como el Juniper EX8216 en un WSC?
Son económicos y fáciles de configurar.
Consumen mucha energía, son costosos y complican la gestión del software.
Ofrecen redundancia ilimitada a bajo costo.
Consumen poca energía y son altamente eficientes.
¿Cuáles son las principales razones de la ineficiencia eléctrica dentro de los servidores en 2007?
Uso de fuentes de alimentación sobredimensionadas y baja eficiencia en cargas bajas.
Fuentes de alimentación con eficiencia superior al 90%.
Eliminación del uso de módulos reguladores de voltaje (VRMs).
Exceso de servidores con eficiencia energética proporcional.
¿Cuál es el principal objetivo de los modelos de programación en computadoras a escala de almacén?
Reducir el consumo de energía.
Optimizar los costos de hardware.
Mejorar la eficiencia y escalabilidad del procesamiento de datos.
Minimizar la latencia de los servidores.
¿Qué modelo de programación es más utilizado para analizar datos en tiempo real?
MapReduce.
Batch Processing.
Stream Processing.
Machine Learning Pipelines.
¿Qué factor principal permitió el incremento de rendimiento computacional en las últimas décadas?
Crecimiento en el tamaño físico de los chips
Miniaturización y aumento de transistores
Uso exclusivo de software avanzado
Eliminación de paralelismo explícito
¿Qué avance es crucial para mejorar la eficiencia energética en la densidad de transistores?
Escalado de Dennard
Incremento del tamaño de los chips
Reducción del paralelismo
Uso de hardware neuromórfico
Según el documento, ¿qué impacto tienen los aceleradores en las capas tecnológicas?
Cambios modestos en las capas superiores
Incrementos significativos en las capas intermedias
Eliminación de las capas inferiores
Crecimiento uniforme en todas las capas
¿Cuál es un desafío destacado del paralelismo creciente en hardware?
Disminución de la capacidad de procesamiento
Reducción de la densidad de transistores
Necesidad de reescribir software para múltiples núcleos
Eliminación de la computación cuántica
¿Qué tecnología promete resolver ciertos problemas más rápido que los ordenadores clásicos?
Computación neuromórfica
Computación cuántica
Aceleradores basados en CPU
Redes en la nube
¿Qué modelo computacional se inspira en el cerebro humano?
Computación cuántica
Computación neuromórfica
Computación vectorial
Aceleradores especializados
¿Qué principio destaca como clave para el futuro de la informática según el documento?
Reducción del rendimiento
Adopción de modelos de computación tradicionales
Innovación en nuevos modelos computacionales
Eliminación de la miniaturización
¿Cuál es una limitación actual de los qubits en la computación cuántica?
Dificultad para procesar datos en paralelo
Inestabilidad y necesidad de corrección de errores
Incompatibilidad con arquitecturas tradicionales
Bajo rendimiento en cálculos tradicionales
¿Qué beneficio ofrecen los DSLs en la programación?
Hacen tareas específicas más fáciles de programar
Reducen la fragmentación del código
Eliminar la necesidad de hardware especializado
Facilitan el uso de múltiples aceleradores
¿Cuál es un desafío del uso de aceleradores múltiples?
Incremento de la eficiencia energética
Movilización de datos entre diferentes memorias
Mejora de la portabilidad del software
Reducción de la fragmentación del código
¿Qué operación atómica básica se utiliza comúnmente para implementar bloqueos?
Incremento atómico (atomic increment)
Suma atómica (atomic sum)
Intercambio atómico (atomic exchange)
Comparación atómica (atomic compare)
¿Qué indica el valor 0 en una variable de bloqueo?
Que el bloqueo está activo.
Que el bloqueo es ineficiente.
Que el bloqueo está libre.
Que el sistema está en espera.
¿Qué ocurre si falla la condición de almacenamiento en un mecanismo LL/SC?
La operación se cancela definitivamente.
El procesador realiza un rollback del sistema.
El procesador intenta nuevamente la operación desde el principio.
Se lanza un error de hardware.
¿Qué son las falacias en arquitectura computacional?
Suposiciones que siempre son válidas.
Estrategias óptimas de diseño.
Son errores de razonamiento que llevan a conclusiones incorrectas sobre el diseño o rendimiento de sistemas.
Soluciones que mejoran el rendimiento.
¿Qué problema genera asumir que el software escalará automáticamente en multicore?
Introduce latencia de memoria.
Ignora la dificultad de adaptar software para aprovechar varios núcleos.
Aumenta el consumo energético.
Reduce el rendimiento general del sistema
¿Por qué es importante evitar las falacias?
Para reducir el costo del hardware.
Para evitar expectativas poco realistas y optimizar diseños y sistemas.
Para garantizar compatibilidad con software heredado.
Para aumentar la frecuencia de los procesadores
¿Qué características del sistema redefine un multiprocesador en comparación a un procesador común?
La capacidad de ejecutar instrucciones en paralelo.
La evaluación del rendimiento.
La necesidad de sistemas de enfriamiento.
La compatibilidad con sistemas operativos avanzados.
¿Para qué sirven los modelos de consistencia relajada?
Para garantizar el orden de todas las operaciones en todo momento.
La idea clave de los modelos de consistencia relajada es permitir que las lecturas y escrituras se completen sin orden, pero usar operaciones de sincronización para hacer cumplir el orden.
Para aumentar la complejidad de los sistemas de hardware.
Para eliminar la necesidad de sincronización.
¿Cuáles son los 4 conjuntos de ordenamiento para los modelos relajados?
W→W, R→R, W→M, M→R
W→R, W→W, R→M y M→M
W→R, W→W, R→W y R→R
W→R, M→M, R→W y W→M
¿Para qué se puede utilizar la especulación?
Para mejorar la seguridad de los datos.
Para ocultar la latencia de memoria.
Para reducir el consumo energético.
Para garantizar el orden de las operaciones
¿Cuál es la ventaja principal del uso de GPUs frente a CPUs en tareas computacionales?
Mayor rendimiento en tareas paralelas.
Mayor capacidad de almacenamiento.
Facilidad para programar en ensamblador.
Compatibilidad con dispositivos móviles.
¿Qué significa el modelo SIMT en CUDA?
Single Instruction, Multiple Thread.
Single Instruction, Multiple Data.
Simple Instruction Management Technique.
Scalable Independent Memory Threads.
¿Qué limita la paralelización directa de un bucle en GPU?
Dependencias de memoria global.
Dependencias transportadas por el bucle.
Uso excesivo de memoria local.
Sincronización de hilos en diferentes bloques.
¿Qué recurso de memoria en GPUs es accesible para todos los hilos?
Memoria global.
Memoria local.
Memoria de textura.
Registros de SIMD.
¿Qué tipo de memoria es más rápida en una GPU?
Memoria global.
Memoria local.
Memoria compartida.
Memoria de textura
¿Qué característica distingue a las GPUs de los CPUs en términos arquitectónicos?
Mayor tamaño de caché.
Multithreading por hardware.
Arquitectura de propósito general.
Garantía de coherencia de caché.
¿Cuál es la función de los registros en CUDA?
Compartir datos entre bloques.
Guardar valores privados de cada hilo.
Sincronizar operaciones atómicas.
Acceder directamente a la memoria global.
¿Qué mejora introduce la arquitectura Fermi en GPUs?
Coherencia de memoria.
Optimización de bifurcaciones.
Uso de doble programador SIMD.
Acceso directo a DRAM.
¿Qué técnica permite eliminar dependencias falsas en bucles?
Renombrado de variables.
Uso de bloques de sincronización.
Expansión escalar.
Uso de memoria de textura
¿Qué optimización mejora la utilización de memoria en GPUs?
Agrupar direcciones contiguas.
Reducir el número de hilos.
Sincronizar todos los bloques.
Usar múltiples kernels paralelos.
