Análisis del uso de un cluster de Raspberry Pi para cómputo de altas prestaciones

Tesina (Licenciatura en Sistemas) - Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Informática, 2018.

1. Introducción -- 1.1. Motivación -- 1.2. Objetivo y metodología -- 1.3. Desarrollos propuestos y resultados esperados -- 1.4. Organización de la tesina -- 2. Procesamiento paralelo -- 2.1. Qué es el procesamiento paralelo y para qué se utiliza? -- 2.2. Dificultades -- 2.3. Plataformas paralelas -- 2.3.1. Plataformas de memoria compartida -- 2.3.2. Plataformas de memoria distribuida -- 2.3.3. Plataformas híbridas -- 2.3.4. Taxonomía de Flynn -- 2.3.5. Multicores y clusters -- 2.4. Modelos y librerías de programación -- 2.4.1. Paradigma de pasajes de mensajes -- 2.4.2. Paradigma de memoria compartida -- 2.4.3. Paradigma híbrido -- 2.5. Diseño de algoritmos y técnicas para optimizar rendimiento -- 2.5.1. Etapa de descomposición -- 2.5.2. Etapa de mapeo -- 2.5.3. Métodos para reducir overhead -- 2.6. Modelo de algoritmos paralelos -- 2.6.1. Modelo SPMD -- 2.6.2. Modelo Master-Slave -- 2.7. Métricas de rendimiento -- 2.7.1. Tiempo de ejecución -- 2.7.2. Speedup -- 2.7.3. Eficiencia -- 2.7.4. Escalabilidad -- 2.7.5. MIPS y FLOPS -- 2.7.6. Rendimiento/Watt -- 2.8. Resumen -- 3. Raspberry Pi -- 3.1. Definiciones -- 3.2. Historia -- 3.3. Áreas de aplicación -- 3.4. Familias y modelos -- 3.4.1. Familia Raspberry Pi -- 3.4.2. Familia Raspberry Pi Zero -- 3.4.3. Resumen comparativo -- 3.5. Raspberry Pi 3 -- 3.6. Sistemas operativos y software disponible -- 3.7. Comparación teórica con procesadores x86 -- 3.8. Resumen -- 4. Despliegue del cluster -- 4.1. Descripción del hardware -- 4.1.1. TV o Monitor VGA/HDMI -- 4.1.2. Teclado USB -- 4.1.3. Fuente de PC de 250W -- 4.1.4. Switch 3COM Baseline 2226 Plus (3C16475BS) -- 4.1.5. Cables Ethernet/RJ45 -- 4.1.6. Micro SD Verbatim de 16Gb -- 4.1.7. Laptop o PC de escritorio -- 4.1.8. Conexión a Internet -- 4.2. Conguración general -- 4.2.1. Instalación de Raspbian -- 4.2.2. Encendido de la Raspberry Pi -- 4.2.3. Configuración inicial -- 4.3. Configuración del nodo master -- 4.3.1. Generación de claves -- 4.3.2. Configuración de red -- 4.3.3. DHCP -- 4.3.4. NFS -- 4.3.5. NAT -- 4.3.6. OpenMPI -- 4.4. Configuración del nodo worker -- 4.4.1. Configuración de red -- 4.4.2. NFS -- 4.5. Pruebas de integración master-worker -- 4.6. Pruebas del cluster -- 4.7. Resumen -- 5. Evaluación de rendimiento y eficiencia energética -- 5.1. Implementación de aplicaciones benchmark -- 5.1.1. Multiplicación de matrices -- 5.1.2. Jacobi-solver -- 5.1.3. N-reinas -- 5.2. Pruebas realizadas -- 5.2.1. Primera etapa de pruebas -- 5.2.2. Segunda etapa de pruebas -- 5.2.3. Tercera etapa de pruebas -- 5.3. Resultados obtenidos -- 5.3.1. Primera etapa de pruebas -- 5.3.2. Segunda etapa de pruebas -- 5.4. Comparación con cluster de multicores x86 -- 5.4.1. Tiempo de ejecución -- 5.4.2. Rendimiento -- 5.4.3. Eiciencia energética -- 5.5. Trabajos similares -- 5.6. Resumen -- 6. Conclusiones y trabajos futuros -- 6.1. Conclusiones -- 6.2. Trabajos futuros