Superpočítač je veľmi výkonný počítač, ktorý obsahuje architektúru, zdroje a komponenty, ktoré spotrebiteľovi poskytujú obrovský výpočtový výkon. Superpočítač obsahuje aj veľké množstvo spracovateľov ktorá každú sekundu vykoná milióny alebo miliardy výpočtov. Takže tieto počítače môžu vykonávať množstvo úloh v priebehu niekoľkých sekúnd. Existujú tri typy superpočítačov úzko prepojených klastrových počítačov, ktoré spolupracujú ako jeden celok. Komoditné počítače sa môžu pripojiť k sieťam LAN s nízkou latenciou a veľkou šírkou pásma a nakoniec počítačom na spracovanie vektorov, ktoré závisia od procesora poľa alebo vektorov. Procesor poľa je ako procesor, ktorý pomáha pri vykonávaní matematických operácií s rôznymi dátovými prvkami. Najznámejším maticovým procesorom je počítač ILLIAC IV navrhnutý spoločnosťou Burroughs Corporation. Tento článok pojednáva o prehľade an procesor poľa – práca, typy a aplikácie.
Čo je Array Processor?
Procesor, ktorý sa používa na vykonávanie rôznych výpočtov s veľkým množstvom údajov, sa nazýva procesor poľa. Ďalšie výrazy používané pre tento procesor sú vektorové procesory alebo multiprocesory. Tento procesor vykonáva iba jednu inštrukciu naraz na poli údajov. Tieto procesory pracujú s obrovskými súbormi údajov na vykonávanie výpočtov. Používajú sa teda hlavne na zvýšenie výkonu počítačov.
Architektúra procesora poľa
Procesor poľa obsahuje množstvo ALU (aritmetických logických jednotiek), ktoré umožňujú spoločné spracovanie všetkých prvkov poľa. Každá ALU v procesore je vybavená lokálnou pamäťou, ktorá je známa ako Processing Element alebo PE. Architektúra tohto procesora je uvedená nižšie. Použitím tohto procesora je prostredníctvom riadiacej jednotky vydaná jedna inštrukcia a táto inštrukcia sa jednoducho aplikuje na množstvo súborov údajov súčasne. Použitím jedinej inštrukcie sa podobná operácia vykoná na poli údajov, vďaka čomu je vhodná pre vektorové výpočty.
Architektúra spracovania poľa je známa ako 2-rozmerné pole alebo matica. Táto architektúra je implementovaná dvojrozmerným procesorom. V tomto procesore vydá CPU jedinú inštrukciu a potom sa použije na č. údajov súčasne. Táto architektúra závisí hlavne od skutočnosti, že všetky súbory údajov pracujú na podobných pokynoch, avšak ak sú tieto súbory údajov navzájom závislé, nie je možné použiť paralelné spracovanie. Tieto procesory teda efektívne prispievajú a zvyšujú rýchlosť spracovania v porovnaní s celými pokynmi.
Fungovanie Array procesora
Poľový procesor má architektúru navrhnutú hlavne na spracovanie polí čísel. Táto architektúra procesora obsahuje niekoľko procesorov, ktoré pracujú súčasne, pričom každý spracováva jeden prvok poľa, takže na všetky prvky poľa sa paralelne aplikuje jedna operácia. Aby sa dosiahol rovnaký efekt v rámci bežného procesora, operácia by sa mala aplikovať na každý prvok poľa postupne a oveľa pomalšie.
Tento procesor je samostatná jednotka pripojená k hlavnému počítaču cez internú zbernicu alebo I/O port. Tento procesor zvyšuje celkovú rýchlosť spracovania inštrukcie. Tieto procesory pracujú asynchrónne z hostiteľského CPU, aby zlepšili celkovú kapacitu systému. Tento procesor je veľmi výkonný nástroj, ktorý rieši problémy s vysokou úrovňou paralelizmu.
Typy Array procesorov
Existujú dva typy procesorov poľa; pripojený a SIMD, ktorý je popísaný nižšie.
Pripojený procesor poľa
Pomocný procesor ako pripojený procesor poľa je zobrazený nižšie. Tento procesor je jednoducho pripojený k počítaču na zvýšenie výkonu stroja v rámci numerických výpočtových úloh. Tento procesor je pripojený k univerzálnemu počítaču cez I/O rozhranie a rozhranie lokálnej pamäte, kde sú pripojené obe pamäte ako hlavná a lokálna. Tento procesor dosahuje vysoký výkon vďaka paralelnému spracovaniu viacerými funkčnými jednotkami.
Procesor poľa SIMD
Procesory SIMD („Single Instruction and Multiple Data Stream“) sú počítače s niekoľkými procesorovými jednotkami, ktoré pracujú paralelne. Tieto procesorové jednotky vykonávajú rovnakú synchronizačnú operáciu pod dohľadom spoločnej riadiacej jednotky (CCU). Procesor SIMD obsahuje sadu identických PE (procesných prvkov), kde každý PES má lokálnu pamäť.
Tento procesor obsahuje hlavnú riadiacu jednotku a hlavnú pamäť. Hlavná riadiaca jednotka v procesore riadi činnosť procesných prvkov. A tiež dekóduje inštrukciu a určuje, ako sa inštrukcia vykoná. Takže, ak je inštrukcia riadená programom alebo skalárna, potom sa vykoná priamo v hlavnej riadiacej jednotke. Hlavná pamäť sa používa hlavne na ukladanie programu, zatiaľ čo každá procesorová jednotka používa operandy, ktoré sú uložené v jej lokálnej pamäti.
Výhody
Medzi výhody procesora poľa patria nasledujúce.
- Procesory poľa zlepšujú rýchlosť spracovania celej inštrukcie.
- Tieto procesory bežia asynchrónne z hostiteľského CPU, čím sa zlepšuje celková kapacita systému.
Tieto procesory obsahujú vlastnú lokálnu pamäť, ktorá poskytuje dodatočnú pamäť systémom. Takže toto je dôležitý faktor pre systémy kvôli obmedzenému adresnému priestoru alebo fyzickej pamäti. - Tieto procesory jednoducho vykonávajú výpočty s obrovským množstvom údajov.
- Ide o mimoriadne výkonné nástroje, ktoré pomáhajú pri riešení problémov s veľkým množstvom paralelizmu.
- Tento procesor obsahuje množstvo ALU, ktoré umožňuje súčasné spracovanie všetkých prvkov poľa.
- Vo všeobecnosti sú I/O zariadenia tohto systému procesorového poľa veľmi efektívne pri dodávaní požadovaných údajov priamo do pamäte.
- Hlavnou výhodou použitia tohto procesora s radom senzorov je menšia stopa.
Aplikácie
The aplikácie maticových procesorov zahŕňajú nasledujúce.
- Tento procesor sa používa v medicínskych a astronomických aplikáciách.
- Tie sú veľmi nápomocné pri zlepšovaní reči.
- Tie sa používajú v sonaroch a radar systémov.
- Tieto sú použiteľné pri ochrane proti rušeniu, seizmickom prieskume a bezdrôtová komunikácia .
- Tento procesor je pripojený k univerzálnemu počítaču na zlepšenie výkonu počítača v rámci aritmetických výpočtových úloh. Dosahuje teda vysoký výkon paralelným spracovaním niekoľkými funkčnými jednotkami.
Toto je prehľad procesora poľa, ktorý má špecifickú architektúru na prácu s numerickými poľami. Toto procesor je navrhnutý ako samostatná jednotka a je pripojený k počítaču cez internú zbernicu alebo I/O port. Počítač ILLIAC IV je najznámejší procesor poľa SIMD navrhnutý spoločnosťou Burroughs Corporation . Poľový procesor a vektorový procesor sú rovnaké s malým rozdielom. Rozdiel medzi týmito dvoma procesormi je; vektorový procesor využíva niekoľko vektorových potrubí, ale procesor poľa používa č. prvkov spracovania pracovať paralelne. Tu je pre vás otázka, čo je a procesor ?
