Superarvuti on väga võimas arvuti, mis sisaldab arhitektuuri, ressursse ja komponente, mis annab tarbijale tohutu arvutusvõimsuse. Superarvuti sisaldab ka suurt hulka protsessorid mis teeb igas sekundis miljoneid või miljardeid arvutusi. Nii et need arvutid suudavad mõne sekundiga täita mitmeid ülesandeid. On kolme tüüpi superarvuteid, mis on tihedalt ühendatud kobararvuteid, mis töötavad koos nagu üks üksus. Kaubaarvutid saavad ühenduda madala latentsusajaga ja suure ribalaiusega kohtvõrkudega ning lõpuks vektortöötlusarvutitega, mis sõltuvad massiiviprotsessorist või -vektoritest. Massiiviprotsessor on nagu protsessor, mis aitab erinevate andmeelementidega matemaatilisi toiminguid teha. Kõige kuulsam massiiviprotsessor on ILLIAC IV arvuti, mille on välja töötanud Burroughs Corporation. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet an massiivi protsessor – töö, tüübid ja rakendused.
Mis on massiiviprotsessor?
Protsessorit, mida kasutatakse tohutul hulgal andmetel erinevate arvutuste tegemiseks, nimetatakse massiiviprotsessoriks. Teised selle protsessori kohta kasutatavad terminid on vektorprotsessorid või multiprotsessorid. See protsessor täidab andmemassiivile korraga ainult ühe käsu. Need protsessorid töötavad arvutuste tegemiseks tohutute andmekogumitega. Seega kasutatakse neid peamiselt arvutite jõudluse parandamiseks.
Massiiviprotsessori arhitektuur
Massiiviprotsessor sisaldab mitmeid ALU-sid (Aritmetic Logic Units), mis võimaldab kõiki massiivi elemente koos töödelda. Iga protsessori ALU on varustatud kohaliku mäluga, mida tuntakse töötlemiselemendina või PE-na. Selle protsessori arhitektuur on näidatud allpool. Seda protsessorit kasutades väljastatakse juhtploki kaudu üksainus käsk ja seda juhist rakendatakse lihtsalt mitmele andmekogumile samaaegselt. Kasutades ühte käsku, tehakse sarnane toiming andmemassiiviga, mis muudab selle vektorarvutusteks sobivaks.
Massiivi töötlemise arhitektuuri nimetatakse kahemõõtmeliseks massiiviks või maatriksiks. Seda arhitektuuri rakendab kahemõõtmeline protsessor. Selles protsessoris väljastab CPU ühe käsu ja pärast seda rakendatakse seda ei. andmeid korraga. See arhitektuur sõltub peamiselt asjaolust, et kõik andmekogumid töötavad sarnaste juhiste järgi, kuid kui need andmekogumid on üksteisest sõltuvad, ei ole paralleeltöötlust võimalik rakendada. Seega aitavad need protsessorid kogu juhistega võrreldes tõhusalt kaasa ja suurendavad töötlemiskiirust.
Massiiviprotsessori töö
Massiiviprotsessoril on arhitektuur, mis on mõeldud peamiselt arvumassiivide töötlemiseks. See protsessori arhitektuur sisaldab mitmeid protsessoreid, mis töötavad samaaegselt, millest igaüks käsitleb ühte massiivi elementi, nii et kõigile massiivi elementidele rakendatakse paralleelselt ühte operatsiooni. Tavalises protsessoris sama efekti saavutamiseks tuleks toimingut rakendada igale massiivielemendile järjestikku ja palju aeglasemalt.
See protsessor on iseseisev seade, mis on ühendatud põhiarvutiga sisemise siini või I/O-pordi kaudu. See protsessor suurendab käskude töötlemise üldist kiirust. Need protsessorid töötavad host-CPU-ga asünkroonselt, et parandada süsteemi üldist võimsust. See protsessor on väga võimas tööriist, mis lahendab probleeme suure paralleelsusega.
Massiiviprotsessorite tüübid
Massiiviprotsessoreid on kahte tüüpi; lisatud ja SIMD, mida arutatakse allpool.
Lisatud massiiviprotsessor
Abiprotsessor, nagu lisatud massiiviprotsessor, on näidatud allpool. See protsessor on lihtsalt arvutiga ühendatud, et parandada masina jõudlust numbriliste arvutusülesannete raames. See protsessor on ühendatud üldotstarbelise arvutiga I/O-liidese ja kohaliku mäluliidese kaudu, kus on ühendatud nii põhi- kui ka kohalik mälu. See protsessor saavutab suure jõudluse mitme funktsionaalüksuse paralleelse töötlemise kaudu.
SIMD massiivi protsessor
SIMD ('Single Instruction and Multiple Data Stream') protsessorid on mitme paralleelselt töötava protsessoriga arvutid. Need töötlemisüksused teostavad sünkroonimisel sama toimingut ühise juhtseadme (CCU) järelevalve all. SIMD protsessor sisaldab komplekti identseid PE-sid (töötluselemente), kus igal PES-il on kohalik mälu.
See protsessor sisaldab peamist juhtseadet ja põhimälu. Protsessori põhijuhtseade juhib töötlemiselementide tööd. Samuti dekodeerib käsu ja määrab, kuidas käsku täidetakse. Seega, kui käsk on programmijuhtimine või skalaar, siis täidetakse see otse põhijuhtseadmes. Põhimälu kasutatakse peamiselt programmi salvestamiseks, samas kui iga töötlemisüksus kasutab operande, mis on salvestatud selle kohalikku mällu.
Eelised
Massiiviprotsessori eelised hõlmavad järgmist.
- Massiiviprotsessorid parandavad kogu juhiste töötlemise kiirust.
- Need protsessorid töötavad host-CPU-st asünkroonselt ja süsteemi üldine võimsus on paranenud.
Need protsessorid sisaldavad oma kohalikku mälu, mis pakub süsteemidele lisamälu. Seega on see piiratud aadressiruumi või füüsilise mälu kaudu süsteemide jaoks oluline kaalutlus. - Need protsessorid teevad lihtsalt arvutusi tohutul hulgal andmetel.
- Need on äärmiselt võimsad tööriistad, mis aitavad suure paralleelsuse korral probleemidega toime tulla.
- See protsessor sisaldab mitmeid ALU-sid, mis võimaldavad kõiki massiivi elemente korraga töödelda.
- Üldjuhul on selle protsessor-massiivisüsteemi I/O-seadmed väga tõhusad vajalike andmete otse mällu varustamisel.
- Selle protsessori koos anduritega kasutamise peamine eelis on väiksem jalajälg.
Rakendused
The massiiviprotsessorite rakendused sisaldama järgmist.
- Seda protsessorit kasutatakse meditsiinis ja astronoomiarakendustes.
- Need on kõne parandamisel väga kasulikud.
- Neid kasutatakse kajaloodides ja radar süsteemid.
- Need on rakendatavad segamisvastases, seismilises uurimises ja traadita side .
- See protsessor on ühendatud üldotstarbelise arvutiga, et parandada arvuti jõudlust aritmeetiliste arvutusülesannete raames. Seega saavutab see suure jõudluse mitme funktsionaalüksuse paralleelse töötlemise kaudu.
Seega on see ülevaade massiiviprotsessorist, millel on arvuliste massiivide käsitlemiseks spetsiifiline arhitektuur. See protsessor on disainitud iseseisva üksusena ja see on ühendatud arvutiga läbi sisemise siini või I/O pordi. ILLIAC IV arvuti on kõige kuulsam SIMD-massiivi protsessor, mille on välja töötanud Burroughs Corporation . Massiiviprotsessor ja vektorprotsessor on väikese erinevusega samad. Nende kahe protsessori erinevus on; vektorprotsessor kasutab mitut vektorkonveierit, kuid massiivprotsessor kasutab ei. töötlemiselementide paralleelseks tööks. Siin on teile küsimus, mis on a protsessor ?
