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Questão de Arquitetura de Computadores — Processamento Paralelo — FGV 2024

Arquitetura de ComputadoresProcessamento Paralelo
Código
fg091752
Banca
FGV
Órgão
Prefeitura de São José dos Campos - SP
Ano
2024
Nível
Superior
Cargo
Analista em Gestão Municipal (Tecnologia da Informação)
A combinação de CPU (Central Processing Unit) e GPU (Graphics Processing Unit), em conjunto com RAM suficiente, oferece um excelente ambiente de testes para aprendizagem profunda e IA. Neste contexto de computação de alto desempenho (HPC, High-performance computing), desponta a programação paralela empregando uma ampla classe de poderosos sistemas de computação que variam de simples (por ex., 1 CPU + 8 GPUs) até supercomputadores com multicores, multi GPU e multi Nós.Considerando as diferenças básicas entre as arquiteturas de CPU e GPU, analise os itens a seguir.I. As arquiteturas a GPU e a CPU diferem de modo significativo pois foram desenvolvidas e otimizadas para dois tipos significativamente diferentes de aplicações, tendo baixa similaridade na quantidade relativa de área da pastilha (número de transistores) dedicada à cache, à lógica de controle e à lógica de processamento.II. As GPUs podem esconder a latência da memória ao administrar a execução de mais threads do que os cores processadores disponíveis, além de simplesmente serem capazes de executar os mesmos threads de código em grandes quantidades de dados.III. O conhecimento das nuances de várias memórias de uma GPU são importantes no desenvolvimento da programação paralela, em especial quanto aos tempos de acesso relativos, as limitações de acessibilidade e a quantidade de MMU (Memory Management Unit).Está correto o que se afirma em
  1. AI, II e III.
  2. BI, apenas.
  3. CI e II, apenas.
  4. DII e III, apenas.
  5. EI e III, apenas.
Revelar gabarito e comentário

GabaritoC — I e II, apenas.

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

CPU vs GPU em HPC

Gabarito: letra C (I e II, apenas). As afirmativas I e II descrevem corretamente as diferenças arquiteturais entre CPU e GPU e o mecanismo de ocultação de latência via multithreading. A afirmativa III erra ao atribuir MMU (Memory Management Unit) à GPU, quando essa unidade é característica da CPU e não é relevante na programação paralela de GPU.

A questão explora o conhecimento básico das arquiteturas de CPU e GPU no contexto de computação de alto desempenho. A CPU é projetada para execução sequencial com forte lógica de controle e grandes caches, enquanto a GPU é otimizada para paralelismo massivo, com muitos núcleos simples, pouca cache e grande quantidade de unidades de processamento (ALUs). A GPU oculta a latência de memória alternando rapidamente entre milhares de threads, permitindo que enquanto uma thread espera dados, outra execute. Já a MMU é um componente da CPU para gerenciamento de memória virtual, não presente na GPU (a memória da GPU é gerenciada pelo driver e pela CPU).

Afirmativa I — ✅ Correta

Afirma que as arquiteturas de CPU e GPU diferem significativamente, com pouca similaridade na área dedicada a cache, controle e processamento. Correta: CPUs dedicam grande área a cache e lógica de controle para reduzir latência; GPUs dedicam a maior parte da área a unidades de processamento (ALUs) e têm caches menores e controle simplificado.

Afirmativa II — ✅ Correta

Afirma que GPUs escondem a latência da memória gerenciando mais threads que núcleos disponíveis e executando o mesmo código em grandes volumes de dados. Correta: o modelo SIMT (Single Instruction, Multiple Threads) das GPUs permite que milhares de threads executem o mesmo kernel em paralelo sobre diferentes dados; quando uma thread está suspensa aguardando memória, outra thread do mesmo warp pode executar, ocultando a latência.

Afirmativa III — ❌ Incorreta

Afirma que o conhecimento das memórias da GPU inclui a MMU (Memory Management Unit). Incorreta: a MMU é um componente da CPU responsável pela tradução de endereços virtuais para físicos e proteção de memória; a GPU possui sua própria hierarquia de memória (global, compartilhada, local, registradores) sem uma MMU no sentido tradicional. O termo correto seria "hierarquia de memória" ou "tipos de memória".

NÃO CAIA NESSA!

A banca insere "MMU" na afirmativa III para testar se o candidato sabe que esse componente não faz parte da arquitetura da GPU. A GPU gerencia a memória de forma diferente, sem MMU dedicada; o programador deve conhecer os tipos de memória (global, shared, local) e suas latências, não a MMU.

Conclusão: As afirmativas I e II estão corretas; a III está incorreta. Portanto, o gabarito é a letra C.

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