Superračunalo je vrlo moćno računalo koje uključuje arhitekturu, resurse i komponente koje potrošaču daju ogromnu računalnu snagu. Superračunalo također sadrži veliki broj procesori koji izvodi milijune ili milijarde izračuna svake sekunde. Dakle, ova računala mogu obaviti brojne zadatke u nekoliko sekundi. Postoje tri vrste superračunala čvrsto povezanih klaster računala koja rade zajedno kao jedna jedinica. Robna računala mogu se spojiti na LAN-ove niske latencije i velike propusnosti i konačno računala za vektorsku obradu koja ovise o procesoru polja ili vektorima. Procesor polja je poput CPU-a koji pomaže u izvođenju matematičkih operacija na različitim elementima podataka. Najpoznatiji matrični procesor je računalo ILLIAC IV koje je dizajnirala Burroughs Corporation. Ovaj članak govori o pregledu procesor polja – rad, vrste i primjene.
Što je Array Processor?
Procesor koji se koristi za izvođenje različitih izračuna na velikom nizu podataka naziva se procesor polja. Drugi izrazi koji se koriste za ovaj procesor su vektorski procesori ili multiprocesori. Ovaj procesor izvodi samo jednu po jednu instrukciju na nizu podataka. Ovi procesori rade s ogromnim skupovima podataka za izvođenje izračuna. Dakle, oni se uglavnom koriste za poboljšanje performansi računala.
Array procesorska arhitektura
Procesor niza uključuje niz ALU-ova (aritmetičko-logičkih jedinica) koji omogućuju da se svi elementi niza obrađuju zajedno. Svaki ALU u procesoru ima lokalnu memoriju koja je poznata kao procesni element ili PE. Arhitektura ovog procesora prikazana je u nastavku. Korištenjem ovog procesora, jedna se instrukcija izdaje kroz kontrolnu jedinicu i ta se instrukcija jednostavno primjenjuje na više skupova podataka istovremeno. Korištenjem jedne instrukcije, slična se operacija izvodi na nizu podataka što ga čini prikladnim za vektorska izračunavanja.
Arhitektura obrade polja poznata je kao 2-dimenzionalni niz ili matrica. Ovu arhitekturu implementira dvodimenzionalni procesor. U ovom procesoru, CPU izdaje jednu instrukciju i nakon toga se primjenjuje na br. podataka istovremeno. Ova arhitektura uglavnom ovisi o činjenici da svi skupovi podataka rade na sličnim uputama, međutim, ako su ti skupovi podataka ovisni jedni o drugima, nije moguće primijeniti paralelnu obradu. Stoga ovi procesori učinkovito doprinose i povećavaju brzinu obrade u usporedbi s cijelim uputama.
Rad Array procesora
Procesor polja ima arhitekturu koja je uglavnom dizajnirana za obradu nizova brojeva. Ova procesorska arhitektura sadrži nekoliko procesora koji rade istovremeno, a svaki rukuje jednim elementom niza, tako da se jedna operacija primjenjuje na sve elemente niza paralelno. Da biste dobili isti učinak unutar konvencionalnog procesora, operaciju treba primijeniti na svaki element niza uzastopno i puno sporije.
Ovaj procesor je samostalna jedinica povezana s glavnim računalom preko unutarnje sabirnice ili I/O priključka. Ovaj procesor povećava ukupnu brzinu obrade instrukcija. Ovi procesori rade asinkrono iz glavnog CPU-a kako bi poboljšali ukupni kapacitet sustava. Ovaj procesor je vrlo moćan alat koji rješava probleme s visokom razinom paralelizma.
Vrste procesora polja
Postoje dvije vrste procesora polja kao što su; priloženi i SIMD o kojem se govori u nastavku.
Priloženi procesor polja
Pomoćni procesor poput priključenog procesora polja prikazan je u nastavku. Ovaj se procesor jednostavno povezuje s računalom radi poboljšanja performansi stroja unutar numeričkih računalnih zadataka. Ovaj procesor je povezan s računalom opće namjene preko I/O sučelja i lokalnog memorijskog sučelja gdje su spojene i memorije poput glavne i lokalne. Ovaj procesor postiže visoke performanse kroz paralelnu obradu više funkcionalnih jedinica.
SIMD Array procesor
SIMD (‘Single Instruction and Multiple Data Stream’) procesori su računala s nekoliko procesorskih jedinica koje rade paralelno. Ove procesne jedinice izvode istu operaciju sinkronizacije pod nadzorom zajedničke upravljačke jedinice (CCU). SIMD procesor uključuje skup identičnih PE (elemenata za obradu) gdje svaki PES ima lokalnu memoriju.
Ovaj procesor uključuje glavnu upravljačku jedinicu i glavnu memoriju. Glavna upravljačka jedinica u procesoru upravlja radom procesorskih elemenata. Također, dekodira instrukciju i određuje kako se instrukcija izvršava. Dakle, ako je instrukcija programska kontrola ili skalarna tada se izvršava izravno u glavnoj upravljačkoj jedinici. Glavna memorija se uglavnom koristi za pohranjivanje programa dok svaka procesorska jedinica koristi operande koji su pohranjeni u njezinoj lokalnoj memoriji.
Prednosti
Prednosti procesora polja uključuju sljedeće.
- Array procesori poboljšavaju cjelokupnu brzinu obrade instrukcija.
- Ovi procesori pokreću se asinkrono iz glavnog CPU-a, čime se poboljšava ukupni kapacitet sustava.
Ovi procesori uključuju vlastitu lokalnu memoriju koja sustavima daje dodatnu memoriju. Dakle, ovo je važno razmatranje za sustave kroz ograničeni adresni prostor ili fizičku memoriju. - Ovi procesori jednostavno izvode izračune na ogromnom nizu podataka.
- Ovo su izuzetno moćni alati koji pomažu u rješavanju problema s velikom količinom paralelizma.
- Ovaj procesor uključuje niz ALU-ova koji dopuštaju da se svi elementi niza obrađuju istovremeno.
- Općenito, I/O uređaji ovog sustava niza procesora vrlo su učinkoviti u direktnom dostavljanju potrebnih podataka u memoriju.
- Glavna prednost korištenja ovog procesora s nizom senzora je manji otisak.
Prijave
The primjene matričnih procesora uključuju sljedeće.
- Ovaj se procesor koristi u medicini i astronomiji.
- Oni su od velike pomoći u poboljšanju govora.
- Koriste se u sonaru i radar sustava.
- Oni su primjenjivi u zaštiti od ometanja, seizmičkom istraživanju i bežična komunikacija .
- Ovaj procesor povezan je s računalom opće namjene kako bi se poboljšala izvedba računala unutar aritmetičkih računalnih zadataka. Tako postiže visoke performanse kroz paralelnu obradu nekoliko funkcionalnih jedinica.
Dakle, ovo je pregled procesora polja koji ima specifičnu arhitekturu za rad s numeričkim nizovima. Ovaj procesor je dizajniran kao samostalna cjelina, a na računalo je spojen internom sabirnicom ili I/O portom. Računalo ILLIAC IV je najpoznatiji SIMD procesor niza koji je dizajnirala Burroughs Corporation . Procesor polja i vektorski procesor su isti s malom razlikom. Razlika između ova dva procesora je; vektorski procesor koristi nekoliko vektorskih cjevovoda, ali procesor polja koristi br. elemenata za obradu koji rade paralelno. Evo pitanja za vas, što je a procesor ?
