Supertietokone on erittäin tehokas tietokone, joka sisältää arkkitehtuuria, resursseja ja komponentteja, jotka tarjoavat valtavan laskentatehon kuluttajalle. Supertietokone sisältää myös suuren määrän prosessorit joka suorittaa miljoonia tai miljardeja laskutoimituksia sekunnissa. Joten nämä tietokoneet voivat suorittaa useita tehtäviä muutamassa sekunnissa. On olemassa kolmenlaisia supertietokoneita, jotka ovat tiiviisti kytkettyjä klusteritietokoneita, jotka toimivat yhdessä kuin yksi yksikkö. Hyödyketietokoneet voivat muodostaa yhteyden matalan viiveen ja suuren kaistanleveyden lähiverkkoihin ja lopuksi vektorikäsittelytietokoneisiin, jotka ovat riippuvaisia ryhmäprosessorista tai vektoreista. Matriisiprosessori on kuin CPU, joka auttaa suorittamaan matemaattisia operaatioita eri tietoelementeille. Tunnetuin taulukkoprosessori on ILLIAC IV -tietokone, jonka on suunnitellut Burroughs Corporation. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta taulukkoprosessori – työskentely, tyypit ja sovellukset.
Mikä on Array Processor?
Prosessoria, jota käytetään suorittamaan erilaisia laskelmia valtavalle datajoukolle, kutsutaan taulukkoprosessoriksi. Muut tälle prosessorille käytetyt termit ovat vektorisuorittimet tai moniprosessorit. Tämä prosessori suorittaa vain yhden käskyn kerrallaan datajoukolle. Nämä prosessorit työskentelevät valtavien tietojoukkojen kanssa suorittaakseen laskelmia. Joten niitä käytetään pääasiassa tietokoneiden suorituskyvyn parantamiseen.
Array-prosessoriarkkitehtuuri
Matriisiprosessori sisältää useita ALU:ita (Aritmetic Logic Units), jotka mahdollistavat kaikkien taulukon elementtien käsittelemisen yhdessä. Jokainen prosessorin ALU on varustettu paikallisella muistilla, joka tunnetaan nimellä Processing Element tai PE. Tämän prosessorin arkkitehtuuri on esitetty alla. Tätä prosessoria käytettäessä yksi käsky annetaan ohjausyksikön kautta ja tämä käsky yksinkertaisesti sovelletaan useisiin tietosarjoihin samanaikaisesti. Käyttämällä yhtä käskyä samanlainen operaatio suoritetaan datajoukolle, mikä tekee siitä sopivan vektorilaskutoimiin.
Taulukonkäsittelyarkkitehtuuri tunnetaan 2-ulotteisena taulukona tai matriisina. Tämä arkkitehtuuri toteutetaan kaksiulotteisella prosessorilla. Tässä prosessorissa CPU antaa yhden käskyn ja sen jälkeen sitä sovelletaan no. dataa samanaikaisesti. Tämä arkkitehtuuri riippuu pääasiassa siitä, että kaikki tietojoukot toimivat samanlaisilla ohjeilla, mutta jos nämä tietojoukot ovat riippuvaisia toisistaan, ei ole mahdollista soveltaa rinnakkaista käsittelyä. Siten nämä prosessorit osallistuvat tehokkaasti ja parantavat käsittelynopeutta verrattuna koko ohjeisiin.
Array-prosessorin toiminta
Matriisiprosessorilla on arkkitehtuuri, joka on suunniteltu pääasiassa numerotaulukoiden käsittelyyn. Tämä prosessoriarkkitehtuuri sisältää useita prosessoreita, jotka toimivat samanaikaisesti, ja jokainen käsittelee yhtä taulukkoelementtiä, joten yhtä toimintoa sovelletaan kaikkiin taulukon elementteihin rinnakkain. Saman vaikutuksen saavuttamiseksi tavanomaisessa prosessorissa toimintoa tulisi soveltaa jokaiseen taulukon elementtiin peräkkäin ja paljon hitaammin.
Tämä prosessori on itsenäinen yksikkö, joka on kytketty päätietokoneeseen sisäisen väylän tai I/O-portin kautta. Tämä prosessori lisää käskyjen käsittelyn yleisnopeutta. Nämä prosessorit toimivat asynkronisesti isäntäprosessorista järjestelmän kokonaiskapasiteetin parantamiseksi. Tämä prosessori on erittäin tehokas työkalu, joka käsittelee ongelmia suurella rinnakkaisuuden tasolla.
Array-prosessorin tyypit
On olemassa kahdenlaisia taulukkoprosessoreita, kuten; liitteenä ja SIMD, jota käsitellään alla.
Kiinnitetty Array Prosessori
Apuprosessori, kuten liitetty taulukkoprosessori, on esitetty alla. Tämä prosessori on yksinkertaisesti kytketty tietokoneeseen koneen suorituskyvyn parantamiseksi numeerisissa laskentatehtävissä. Tämä prosessori on kytketty yleiskäyttöiseen tietokoneeseen I/O-liitännän ja paikallisen muistiliitännän kautta, johon sekä muistit, kuten pää- että paikallinen muisti on kytketty. Tämä prosessori saavuttaa korkean suorituskyvyn useiden toiminnallisten yksiköiden suorittaman rinnakkaiskäsittelyn avulla.
SIMD Array -prosessori
SIMD-prosessorit ('Single Instruction and Multiple Data Stream') ovat tietokoneita, joissa on useita rinnakkain toimivia prosessointiyksiköitä. Nämä prosessointiyksiköt suorittavat saman toiminnon synkronoinnissa yhteisen ohjausyksikön (CCU) valvonnassa. SIMD-prosessori sisältää joukon identtisiä PE:itä (prosessointielementtejä), joissa jokaisella PES:llä on paikallinen muisti.
Tämä prosessori sisältää pääohjausyksikön ja päämuistin. Prosessorissa oleva pääohjausyksikkö ohjaa prosessointielementtien toimintaa. Ja myös, purkaa käskyn ja määrittää kuinka käsky suoritetaan. Joten jos käsky on ohjelmaohjaus tai skalaari, se suoritetaan suoraan pääohjausyksikössä. Päämuistia käytetään pääasiassa ohjelman tallentamiseen, kun taas jokainen prosessointiyksikkö käyttää operandeja, jotka on tallennettu sen paikalliseen muistiin.
Edut
Matriisiprosessorin etuja ovat seuraavat.
- Array-prosessorit parantavat koko käskyn käsittelynopeutta.
- Nämä prosessorit toimivat asynkronisesti isäntäprosessorista, jolloin järjestelmän kokonaiskapasiteetti paranee.
Näissä prosessoreissa on oma paikallinen muisti, joka tarjoaa lisämuistia järjestelmille. Tämä on siis tärkeä näkökohta järjestelmille rajoitetun osoitetilan tai fyysisen muistin vuoksi. - Nämä prosessorit yksinkertaisesti suorittavat laskelmia valtavalle datajoukolle.
- Nämä ovat erittäin tehokkaita työkaluja, jotka auttavat käsittelemään ongelmia suurella rinnakkaisuudella.
- Tämä prosessori sisältää useita ALU:ita, jotka mahdollistavat kaikkien taulukon elementtien käsittelyn samanaikaisesti.
- Yleensä tämän prosessorijärjestelmän I/O-laitteet ovat erittäin tehokkaita syöttämään tarvittavat tiedot suoraan muistiin.
- Suurin etu tämän prosessorin käyttämisestä useiden antureiden kanssa on pienempi jalanjälki.
Sovellukset
The taulukkoprosessorien sovellukset Sisällytä seuraavat.
- Tätä prosessoria käytetään lääketieteen ja tähtitieteen sovelluksissa.
- Nämä ovat erittäin hyödyllisiä puheen parantamisessa.
- Näitä käytetään kaikuluotaimessa ja tutka järjestelmät.
- Näitä voidaan soveltaa häiriöiden torjuntaan, seismiseen etsintään ja langaton kommunikaatio .
- Tämä prosessori on kytketty yleiskäyttöiseen tietokoneeseen parantaakseen tietokoneen suorituskykyä aritmeettisissa laskentatehtävissä. Joten se saavuttaa korkean suorituskyvyn useiden toiminnallisten yksiköiden rinnakkaiskäsittelyn avulla.
Näin ollen tämä on yleiskatsaus taulukkoprosessoriin, jolla on erityinen arkkitehtuuri numeeristen taulukoiden käsittelemiseksi. Tämä prosessori on suunniteltu itsenäisenä yksikkönä ja se on kytketty tietokoneeseen sisäisen väylän tai I/O-portin kautta. ILLIAC IV -tietokone on tunnetuin Burroughs Corporationin suunnittelema SIMD-taulukkoprosessori . Matriisiprosessori ja vektoriprosessori ovat molemmat samat pienellä erolla. Ero näiden kahden prosessorin välillä on; vektoriprosessori käyttää useita vektoriliukuputkia, mutta taulukkoprosessori käyttää no. prosessointielementit toimivat rinnakkain. Tässä on sinulle kysymys, mikä on a prosessori ?
