Superpočítač je velmi výkonný počítač, který zahrnuje architekturu, zdroje a komponenty, které spotřebiteli poskytují obrovský výpočetní výkon. Superpočítač také obsahuje velké množství procesory která každou sekundu provádí miliony nebo miliardy výpočtů. Tyto počítače tedy mohou provádět řadu úkolů během několika sekund. Existují tři typy superpočítačů těsně propojených clusterových počítačů, které spolupracují jako jeden celek. Komoditní počítače se mohou připojit k sítím LAN s nízkou latencí a velkou šířkou pásma a konečně k počítačům pro zpracování vektorů, které závisí na procesoru pole nebo vektorech. Pole procesor je jako CPU, které pomáhá při provádění matematických operací s různými datovými prvky. Nejznámějším maticovým procesorem je počítač ILLIAC IV navržený společností Burroughs Corporation. Tento článek pojednává o přehledu an procesor pole – práce, typy a aplikace.
Co je Array Processor?
Procesor, který se používá k provádění různých výpočtů s velkým polem dat, se nazývá procesor pole. Dalšími termíny používanými pro tento procesor jsou vektorové procesory nebo multiprocesory. Tento procesor provádí pouze jednu instrukci najednou na poli dat. Tyto procesory pracují s velkými datovými sadami pro provádění výpočtů. Používají se tedy hlavně pro zvýšení výkonu počítačů.
Architektura Array Processor Architecture
Procesor pole obsahuje řadu ALU (Arithmetic Logic Units), což umožňuje, aby byly všechny prvky pole zpracovány společně. Každá ALU v procesoru je vybavena lokální pamětí, která je známá jako Processing Element nebo PE. Architektura tohoto procesoru je uvedena níže. Při použití tohoto procesoru je prostřednictvím řídicí jednotky vydána jediná instrukce a tato instrukce je jednoduše aplikována na několik datových sad současně. Použitím jediné instrukce se podobná operace provede na poli dat, díky čemuž je vhodná pro vektorové výpočty.
Architektura zpracování pole je známá jako 2-rozměrné pole nebo matice. Tato architektura je implementována dvourozměrným procesorem. V tomto procesoru CPU vydá jedinou instrukci a poté je aplikována na ne. dat současně. Tato architektura závisí především na tom, že všechny datové sady pracují na podobných instrukcích, avšak pokud jsou tyto datové sady na sobě závislé, není možné aplikovat paralelní zpracování. Tyto procesory tedy efektivně přispívají a zvyšují rychlost zpracování ve srovnání s celými instrukcemi.
Práce Array procesoru
Pole procesor má architekturu navrženou hlavně pro zpracování polí čísel. Tato architektura procesoru obsahuje několik procesorů, které pracují současně, přičemž každý zpracovává jeden prvek pole, takže na všechny prvky pole je paralelně aplikována jediná operace. Chcete-li dosáhnout stejného účinku v konvenčním procesoru, měla by být operace aplikována na každý prvek pole postupně a mnohem pomaleji.
Tento procesor je samostatná jednotka připojená k hlavnímu počítači prostřednictvím interní sběrnice nebo I/O portu. Tento procesor zvyšuje celkovou rychlost zpracování instrukcí. Tyto procesory pracují asynchronně z hostitelského CPU, aby se zlepšila celková kapacita systému. Tento procesor je velmi výkonný nástroj, který řeší problémy s vysokou úrovní paralelismu.
Typy Array procesorů
Existují dva typy procesorů pole, jako je; připojený a SIMD, který je popsán níže.
Attached Array procesor
Pomocný procesor, jako je připojený procesor pole, je zobrazen níže. Tento procesor je jednoduše připojen k počítači pro zvýšení výkonu stroje v rámci numerických výpočetních úloh. Tento procesor je připojen k počítači pro obecné použití prostřednictvím I/O rozhraní a rozhraní místní paměti, kde jsou připojeny obě paměti, jako hlavní a místní. Tento procesor dosahuje vysokého výkonu díky paralelnímu zpracování více funkčními jednotkami.
Procesor SIMD Array
Procesory SIMD („Single Instruction and Multiple Data Stream“) jsou počítače s několika procesorovými jednotkami, které pracují paralelně. Tyto procesní jednotky provádějí stejnou operaci při synchronizaci pod dohledem společné řídicí jednotky (CCU). Procesor SIMD obsahuje sadu identických PE (procesorových prvků), kde každý PES má lokální paměť.
Tento procesor obsahuje hlavní řídicí jednotku a hlavní paměť. Hlavní řídicí jednotka v procesoru řídí činnost procesních prvků. A také dekóduje instrukci a určuje, jak je instrukce provedena. Pokud je tedy instrukce programově řízená nebo skalární, pak se provádí přímo v hlavní řídicí jednotce. Hlavní paměť se používá hlavně k uložení programu, zatímco každá procesorová jednotka používá operandy, které jsou uloženy v její lokální paměti.
Výhody
Mezi výhody maticového procesoru patří následující.
- Array procesory zlepšují celkovou rychlost zpracování instrukce.
- Tyto procesory běží asynchronně z hostitelského CPU, čímž se zlepšuje celková kapacita systému.
Tyto procesory obsahují vlastní lokální paměť, která poskytuje systémům další paměť. Toto je tedy důležitý faktor pro systémy kvůli omezenému adresnímu prostoru nebo fyzické paměti. - Tyto procesory jednoduše provádějí výpočty s velkým množstvím dat.
- Jedná se o extrémně výkonné nástroje, které pomáhají řešit problémy s velkým množstvím paralelismu.
- Tento procesor obsahuje řadu ALU, které umožňují současné zpracování všech prvků pole.
- Obecně platí, že I/O zařízení tohoto systému procesorového pole jsou velmi účinná při přímém dodávání požadovaných dat do paměti.
- Hlavní výhodou použití tohoto procesoru s řadou senzorů je menší půdorys.
Aplikace
The aplikace maticových procesorů zahrnout následující.
- Tento procesor se používá v lékařských a astronomických aplikacích.
- Ty jsou velmi užitečné pro zlepšení řeči.
- Ty se používají v sonaru a radar systémy.
- Ty jsou použitelné při ochraně proti rušení, seismickému průzkumu a bezdrátová komunikace .
- Tento procesor je připojen k univerzálnímu počítači, aby zlepšil výkon počítače v rámci aritmetických výpočetních úloh. Dosahuje tedy vysokého výkonu paralelním zpracováním několika funkčními jednotkami.
Toto je tedy přehled maticového procesoru, který má specifickou architekturu pro práci s numerickými poli. Tento procesor je navržen jako nezávislá jednotka a je připojena k počítači přes interní sběrnici nebo I/O port. Počítač ILLIAC IV je nejznámějším procesorem pole SIMD, který je navržen společností Burroughs Corporation . Pole procesor a vektorový procesor jsou stejné s malým rozdílem. Rozdíl mezi těmito dvěma procesory je; vektorový procesor využívá několik vektorových potrubí, ale maticový procesor používá ne. zpracovávacích prvků pracovat paralelně. Zde je pro vás otázka, co je a procesor ?
