Суперкомпютърът е много мощен компютър, който включва архитектура, ресурси и компоненти, които предоставят огромна изчислителна мощност на потребителя. Суперкомпютърът също съдържа голям брой процесори който извършва милиони или милиарди изчисления всяка секунда. Така че тези компютри могат да изпълняват множество задачи за няколко секунди. Има три вида суперкомпютри, тясно свързани клъстерни компютри, които работят заедно като едно цяло. Стандартните компютри могат да се свързват към локални мрежи с ниска латентност и висока честотна лента и накрая компютри за векторна обработка, които зависят от масивен процесор или вектори. Матричният процесор е като CPU, който помага при извършването на математически операции върху различни елементи от данни. Най-известният масивен процесор е компютърът ILLIAC IV, който е проектиран от Burroughs Corporation. Тази статия обсъжда общ преглед на масивен процесор – работа, видове и приложения.
Какво е Array Processor?
Процесор, който се използва за извършване на различни изчисления върху огромен масив от данни, се нарича масивен процесор. Другите термини, използвани за този процесор, са векторни процесори или мултипроцесори. Този процесор изпълнява само една инструкция в даден момент върху масив от данни. Тези процесори работят с огромни набори от данни за извършване на изчисления. Така че те се използват главно за подобряване на производителността на компютрите.
Архитектура на масивен процесор
Процесорът на масив включва редица ALU (аритметични логически единици), които позволяват всички елементи на масива да бъдат обработвани заедно. Всеки ALU в процесора е снабден с локална памет, която е известна като процесорен елемент или PE. Архитектурата на този процесор е показана по-долу. Чрез използването на този процесор се издава една инструкция през контролен блок и тази инструкция просто се прилага към редица набори от данни едновременно. Чрез използване на една инструкция се извършва подобна операция върху масив от данни, което го прави подходящ за векторни изчисления.
Архитектурата за обработка на масиви е известна като двумерен масив или матрица. Тази архитектура се реализира от двумерен процесор. В този процесор процесорът издава една инструкция и след това тя се прилага към no. от данни едновременно. Тази архитектура зависи главно от факта, че всички набори от данни работят с подобни инструкции, но ако тези набори от данни са зависими един от друг, не е постижимо да се приложи паралелна обработка. По този начин тези процесори допринасят ефективно и повишават скоростта на обработка в сравнение с целите инструкции.
Работа на масивен процесор
Матричният процесор има архитектура, предназначена главно за обработка на масиви от числа. Тази процесорна архитектура съдържа няколко процесора, които работят едновременно, като всеки от тях обработва един елемент от масива, така че една операция се прилага към всички елементи на масива паралелно. За да получите същия ефект в рамките на конвенционален процесор, операцията трябва да се прилага към всеки елемент от масива последователно и много по-бавно.
Този процесор е самостоятелна единица, свързана към главния компютър чрез вътрешна шина или I/O порт. Този процесор увеличава общата скорост на обработка на инструкциите. Тези процесори работят асинхронно от хост процесора, за да подобрят общия капацитет на системата. Този процесор е много мощен инструмент, който се справя с проблеми с високо ниво на паралелизъм.
Видове масивови процесори
Има два вида масивни процесори като; приложен и SIMD, който е обсъден по-долу.
Прикачен масивен процесор
Допълнителният процесор като прикрепения масивен процесор е показан по-долу. Този процесор просто се свързва към компютър за подобряване на производителността на машина в рамките на числени изчислителни задачи. Този процесор е свързан към компютъра с общо предназначение чрез входно/изходен интерфейс и интерфейс за локална памет, където са свързани както главната, така и локалната памет. Този процесор постига висока производителност чрез паралелна обработка от множество функционални единици.
Процесор SIMD Array
Процесорите SIMD („Единична инструкция и множество потоки от данни“) са компютри с няколко процесорни единици, които работят паралелно. Тези обработващи единици извършват една и съща операция при синхронизиране под наблюдението на общия контролен блок (CCU). SIMD процесорът включва набор от идентични PE (обработващи елементи), където всеки PES има локална памет.
Този процесор включва главен контролен блок и основна памет. Главният блок за управление в процесора контролира работата на обработващите елементи. И също така, декодира инструкцията и определя как се изпълнява инструкцията. Така че, ако инструкцията е програмно управление или скаларна, тогава тя се изпълнява директно в главния контролен блок. Основната памет се използва главно за съхраняване на програмата, докато всеки процесор използва операнди, които се съхраняват в неговата локална памет.
Предимства
Предимствата на масивния процесор включват следното.
- Масивните процесори подобряват цялата скорост на обработка на инструкциите.
- Тези процесори работят асинхронно от хост процесора, като цялостният капацитет на системата е подобрен.
Тези процесори включват собствена локална памет, която осигурява допълнителна памет на системите. Така че това е важно съображение за системите чрез ограничено адресно пространство или физическа памет. - Тези процесори просто извършват изчисления върху огромен масив от данни.
- Това са изключително мощни инструменти, които помагат при справяне с проблеми с голямо количество паралелизъм.
- Този процесор включва редица ALU, които позволяват всички елементи на масива да се обработват едновременно.
- Като цяло, I/O устройствата на тази процесорна система са много ефективни при доставянето на необходимите данни директно в паметта.
- Основното предимство на използването на този процесор с набор от сензори е по-малкият отпечатък.
Приложения
The приложения на масивни процесори включват следното.
- Този процесор се използва в медицински и астрономически приложения.
- Те са много полезни за подобряване на речта.
- Те се използват в сонари и радар системи.
- Те са приложими при анти-заглушаване, сеизмично проучване и безжична комуникация .
- Този процесор е свързан към компютър с общо предназначение, за да подобри производителността на компютъра в рамките на аритметични изчислителни задачи. Така той постига висока производителност чрез паралелна обработка от няколко функционални единици.
По този начин, това е общ преглед на масивен процесор, който има специфична архитектура за работа с числови масиви. Това процесорът е проектиран като самостоятелна единица и е свързана към компютър чрез вътрешна шина или I/O порт. Компютърът ILLIAC IV е най-известният SIMD процесор, проектиран от Burroughs Corporation . Матричен процесор и векторен процесор са еднакви с малка разлика. Разликата между тези два процесора е; векторният процесор използва няколко векторни конвейера, но масивният процесор използва не. на обработващите елементи да работят паралелно. Ето един въпрос към вас, какво е a процесор ?
