Векторный процессор и его структура. Примеры (Максимов)

Векторный процессор - это процессор, в котором операндами некоторых команд могут выступать упорядоченные массивы данных — векторы. Отличается от скалярных процессоров, которые могут работать только с одним операндом в единицу времени. Абсолютное большинство процессоров являются скалярными или близкими к ним. PVP (Parallel Vector Process) – параллельная архитектура с векторными процессорами. Примерами таких систем является линия векторно-конвейерных компьютеров CRAY: CRAY-1(1976), CRAY J90/T90(1995), CRAY SV1(1998), CRAY X1(2003),CRAY X2(2007), CRAY Titan, NEC SX-4/SX-5, Fujitsu VPP

Архитектура: Основным признаком PVP-систем является наличие специальных векторно-конвейерных процессоров, в которых предусмотрены команды однотипной обработки векторов независимых данных, эффективно выполняющиеся на конвейерных функциональных устройствах.

Как правило, несколько таких процессоров (1-16) работают одновременно над общей памятью (аналогично SMP) в рамках многопроцессорных конфигураций. Несколько таких узлов могут быть объединены с помощью коммутатора (аналогично MPP).

Списки Top500 и Top50. Понятие пиковой и максимальной производительности. Единицы измерения производительности суперкомпьютеров.

TOP500 — проект по составлению рейтинга и описаний 500 самых мощных общественно известных компьютерных систем мира. Проект был запущен в 1993 году и публикует актуальный список суперкомпьютеровдважды в год (в июне и ноябре). Этот проект направлен на обеспечение надёжной основы для выявления и отслеживания тенденций в области высокопроизводительных вычислений.

TOP50:

В список включаются 50 вычислительных систем, установленных на территории СНГ и показавших к моменту выхода списка наибольшую производительность на тесте Linpack. Список обновляется два раза в год

Терафлопс (TFLOPS) — величина, используемая для измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система. 1 терафлопс = 1 триллион операций в секунду = 1000 миллиардов операций в секунду. Обычно имеются в виду операции над плавающими числами размера 64 бита в формате IEEE 754.

При измерении производительности кластеров и суперкомпьютеров часто используется 2 варианта: пиковая производительность — теоретический предел производительности (выражаемый через операции с плавающий точкой) для данных процессоров и максимальная производительность, которую данный кластер или компьютер достигает при решении практических задач. В качестве эталонной задачи часто выступает задача решения системы СЛАУ методом LU-разложения. Для измерений на кластерах используется реализацияHPL — High performance linpack.

Чтобы найти пиковую производительность ЭВМ R, терафлопс, нужно тактовую частоту F, МГц, умножить на число процессоров (процессорных ядер) n, домножить на количество инструкций с плавающей запятой на такт (4 для процессоров Core2 — 2 операции Float Multiple Add; 8 для процессоров с AVX) и поделить на 1000000