A szuperszámítógép egy nagyon erős számítógép, amely olyan architektúrát, erőforrásokat és összetevőket tartalmaz, amelyek hatalmas számítási teljesítményt biztosítanak a fogyasztónak. Egy szuperszámítógép is nagy számban tartalmaz processzorok amely másodpercenként millió vagy milliárd számítást végez. Így ezek a számítógépek számos feladatot képesek elvégezni néhány másodperc alatt. Háromféle szuperszámítógép létezik, amelyek szorosan összekapcsolt fürt számítógépekkel működnek együtt, mint egy egység. Az árucikk-számítógépek alacsony késleltetésű és nagy sávszélességű LAN-okhoz, és végül vektorfeldolgozó számítógépekhez csatlakozhatnak, amelyek egy tömbprocesszortól vagy vektoroktól függenek. A tömbprocesszor olyan, mint egy CPU, amely segít matematikai műveletek végrehajtásában különböző adatelemeken. A leghíresebb tömbprocesszor az ILLIAC IV számítógép, amelyet a Burroughs Corporation tervezett. Ez a cikk egy áttekintést tárgyal egy tömb processzor – működés, típusok és alkalmazások.
Mi az a tömbprocesszor?
Egy processzort, amelyet különféle számítások elvégzésére használnak hatalmas adattömbön, tömbprocesszornak nevezzük. A processzorra használt egyéb kifejezések vektorprocesszorok vagy többprocesszorok. Ez a processzor egyszerre csak egyetlen utasítást hajt végre egy adattömbön. Ezek a processzorok hatalmas adatkészletekkel dolgoznak a számítások végrehajtása érdekében. Tehát elsősorban a számítógépek teljesítményének növelésére használják.
Tömb processzor architektúra
Egy tömbprocesszor számos ALU-t (aritmetikai logikai egységet) tartalmaz, amelyek lehetővé teszik az összes tömbelem együttes feldolgozását. A processzorban minden egyes ALU helyi memóriával rendelkezik, amelyet feldolgozóelemnek vagy PE-nek neveznek. A processzor architektúrája alább látható. Ennek a processzornak a használatával egyetlen utasítás kerül kibocsátásra a vezérlőegységen keresztül, és ezt az utasítást egyszerűen több adatkészletre alkalmazzák egyszerre. Egyetlen utasítás használatával hasonló műveletet hajtanak végre egy adattömbön, amely alkalmassá teszi vektorszámításra.
A tömbfeldolgozó architektúra kétdimenziós tömbként vagy mátrixként ismert. Ezt az architektúrát a kétdimenziós processzor valósítja meg. Ebben a processzorban a CPU egyetlen utasítást ad ki, majd ezt követően a nem. adatokból egyszerre. Ez az architektúra elsősorban azon múlik, hogy az összes adatkészlet hasonló utasításokra működik, azonban ha ezek az adatkészletek egymásra vannak utalva, akkor nem érhető el párhuzamos feldolgozás. Így ezek a processzorok hatékonyan járulnak hozzá és növelik a feldolgozási sebességet a teljes utasításokhoz képest.
A tömbprocesszor működése
A tömbprocesszor architektúrája elsősorban számtömbök feldolgozására szolgál. Ez a processzorarchitektúra több processzort tartalmaz, amelyek egyidejűleg működnek, és mindegyik egy tömbelemet kezel, így egyetlen műveletet alkalmaznak párhuzamosan az összes tömbelemre. Ahhoz, hogy ugyanazt a hatást érjük el egy hagyományos processzoron belül, a műveletet minden tömbelemre egymás után és sokkal lassabban kell alkalmazni.
Ez a processzor egy önálló egység, amely belső buszon vagy I/O porton keresztül kapcsolódik a fő számítógéphez. Ez a processzor növeli az utasításfeldolgozás általános sebességét. Ezek a processzorok aszinkron módon működnek a gazda CPU-tól, hogy javítsák a rendszer teljes kapacitását. Ez a processzor egy nagyon hatékony eszköz, amely magas szintű párhuzamossággal kezeli a problémákat.
A tömbprocesszorok típusai
Kétféle tömbprocesszor létezik, mint például; mellékelve és az alábbiakban tárgyalt SIMD-re.
Csatolt tömbprocesszor
A kiegészítő processzor, mint a csatolt tömbprocesszor, az alábbiakban látható. Ez a processzor egyszerűen csatlakoztatva van egy számítógéphez, hogy javítsa a gép teljesítményét a numerikus számítási feladatokon belül. Ez a processzor egy I/O interfészen és egy helyi memória interfészen keresztül csatlakozik az általános célú számítógéphez, ahol mind a memóriák, mint a fő és a helyi csatlakoznak. Ez a processzor nagy teljesítményt ér el a több funkcionális egység párhuzamos feldolgozása révén.
SIMD tömb processzor
A SIMD ('Single Instruction and Multiple Data Stream') processzorok olyan számítógépek, amelyek több feldolgozó egységgel rendelkeznek, amelyek párhuzamosan működnek. Ezek a feldolgozó egységek ugyanazt a műveletet hajtják végre a szinkronizálás során a közös vezérlőegység (CCU) felügyelete alatt. A SIMD processzor egy sor azonos PE-t (feldolgozó elemeket) tartalmaz, ahol minden PES rendelkezik egy helyi memóriával.
Ez a processzor egy fő vezérlőegységet és egy fő memóriát tartalmaz. A processzorban található master vezérlőegység vezérli a feldolgozóelemek működését. Ezenkívül dekódolja az utasítást és meghatározza az utasítás végrehajtásának módját. Tehát, ha az utasítás programvezérlés vagy skalár, akkor azt közvetlenül a fő vezérlőegységben hajtják végre. A fő memóriát elsősorban a program tárolására használják, míg minden feldolgozó egység a helyi memóriájában tárolt operandusokat használ.
Előnyök
A tömbprocesszor előnyei a következők.
- A tömbprocesszorok javítják a teljes utasításfeldolgozási sebességet.
- Ezek a processzorok aszinkron módon futnak a gazdagép CPU-tól, így a rendszer teljes kapacitása javul.
Ezek a processzorok saját helyi memóriával rendelkeznek, amely extra memóriát biztosít a rendszerek számára. Tehát ez egy fontos szempont a korlátozott címtér vagy fizikai memória miatt a rendszerek számára. - Ezek a processzorok egyszerűen számításokat végeznek hatalmas adattömbön.
- Ezek rendkívül hatékony eszközök, amelyek nagy párhuzamossággal segítenek a problémák kezelésében.
- Ez a processzor számos ALU-t tartalmaz, amelyek lehetővé teszik az összes tömbelem egyidejű feldolgozását.
- Általánosságban elmondható, hogy ennek a processzortömb rendszernek az I/O eszközei nagyon hatékonyak a szükséges adatok közvetlen továbbításában a memóriába.
- Ennek a processzornak a számos érzékelővel való használatának fő előnye a kisebb helyigény.
Alkalmazások
Az tömbprocesszorok alkalmazásai a következőket tartalmazzák.
- Ezt a processzort orvosi és csillagászati alkalmazásokban használják.
- Ezek nagyon hasznosak a beszédfejlesztésben.
- Ezeket használják a szonár és radar rendszerek.
- Ezek a zavarás elleni, szeizmikus feltárások és vezeték nélküli kommunikáció .
- Ez a processzor egy általános célú számítógéphez csatlakozik, hogy javítsa a számítógép teljesítményét az aritmetikai számítási feladatokon belül. Így több funkcionális egység párhuzamos feldolgozása révén ér el nagy teljesítményt.
Így ez egy olyan tömbprocesszor áttekintése, amelynek sajátos architektúrája van a numerikus tömbök kezelésére. Ez processzort terveztek független egységként, és belső buszon vagy I/O porton keresztül csatlakozik a számítógéphez. Az ILLIAC IV számítógép a leghíresebb SIMD tömb processzor, amelyet a Burroughs Corporation tervezett . A tömbprocesszor és a vektorprocesszor ugyanaz, kis különbséggel. A két processzor közötti különbség a következő: egy vektorprocesszor több vektoros csővezetéket használ, de egy tömbprocesszor nem. a feldolgozó elemek párhuzamos működéséhez. Itt egy kérdés, hogy mi az a processzor ?
