Регистр максимальной длины вектора
11
Регистр максимальной длины вектора фиксирует максимальное число элементов вектора, которое может быть одновременно обработано аппаратурой процессора.
Этот регистр используется при разделении очень длинных векторов на сегменты, длина которых соответствует максимальному числу элементов, обрабатываемых аппаратурой за один прием.
Регистр маски
12
Регистр маски используется при выполнении операций, в которых должны участвовать не все элементы векторов.
Врегистре маски каждому элементу вектора соответствует один бит.
Воперации участвуют только те элементы, бит маски которых установлен в единицу.
Бит маски обеспечивает условие участия соответствующего элемента вектора в операции .
Этот регистр используется также в операциях уплотнения/развертывания (compress/expand).
Compress – незамаскированные элементы вектора из вектора- источника размещаются в регистре-приемнике.
Expand - из регистра-источника размещаются в незамаскированные элементы вектора-приемнике
Операции уплотнения / развертывания
13
Уплотнение/Развертывание
m7=1
m6=0
m5=1
m4=1
m3=0
m2=0
m1=1
m0=0
a7
a6
a5
a4
a3
a2
a1 a0
a7
a5
a4
a1
a7
a6
a5 a4
a3 a2
a1
a0
m7=1
m6=0
m5=1
m4=1
m3=0 m2=0
m1=1
m0=0
Регистр вектора индексов
14
Элементы векторов в памяти расположены регулярно. Для адресации используется значение шага по индексу.
Если вектор нужно сформировать из нерегулярных элементов (расположенных в другом порядке) используется регистр вектора индексов.
Элемент с номером i содержит индекс той позиции v-регистра, куда нужно поместить i-й элемент исходного массива.
Example 1:
for (i=0; i<n; i=i+1)
A[ K[ i ] ] = A[ K[ i ] ] + C[ M[ i] ] ;
K and M – index vector registers
Операции упаковки/распаковки
15
K[i]
i7=10
i6=8
i5=0
i4=3
i3=6
i2=5
i1=2
i0=7
Память
b11 b10
b9
b8
b7
b6
b5
b4
b3
b2
b1
b0
a7
a6 a5
a4
a3
a2
a1
a0
Память
c11 c10
c9
c8
c7
c6
c5
c4
c3
c2
c1
c0
M[i]
i7=9
i6=4
i5=1
i4=6
i3=11 i2=3
i1=2
i0=7
Примеры векторно-
16конвейерных систем
Типичным представителем векторно- конвейерных систем является суперкомпьютер Сгау-1 и Cray-2.
Примером более современных векторно- конвейерных вычислительных систем является разработанный в начале 1990-х годов в той же фирме суперкомпьютер Cray T90.
Вычислительная систему Earth Simulator компании NEC.
Cray 2
17
Cray-2 — векторный суперкомпьютер, выпускавшийся компанией Cray Research с 1985 года. Он был самым производительным компьютером своего времени, обогнав по производительности другой суперкомпьютер, Cray X-MP. Пиковая производительность Cray-2 составляла 1,9 Гфлопс. Только в 1990 году этот рекорд был побит суперкомпьютером ETA-10G.
История Cray 2
18
Сеймур Крэй приступил к созданию нового суперкомпьютера — Cray-2 — ещё до окончания доводки предыдущей модели — Cray-1, то есть примерно в 1976 году.
В 1981 году Сеймур Крэй внес радикальное предложение по конструкции Cray-2. Он предложил поместить весь компьютер в инертную жидкость под названием Fluorinert (англ.) компании 3M
Cray-2 был представлен публике в 1985 году.
Характеристики
19
Процессор: 2 или 4 векторных процессора
Элементная база: ИС с 16 логическими вентилями, эмиттерно-связанная логика на биполярных транзисторах
Время такта: 4.1 наносекунды
Объём памяти: 256 миллион 64-разрядных слов
Охлаждение: жидкостное, с полным погружением
Операционная система: UNIX-подобная Unix и Cray Operating System
ПО: два компилятора языка Fortran: CFT2 и CFT77 с
автоматической векторизацией кода, компилятор языка C, макро-ассемблер CAL, утилиты и библиотеки для работы с устройствами ввода-вывода и организации исполнения задач
Энергопотребление: 195 кВт
Габариты: высота — 114.3 см, диаметр — 134.6 см, 14 вертикальных колонн-стоек, собранных в дугу длиной 300 градусов
Использование
20
Летом 1985 года первый экземпляр был поставлен в Ливерморскую национальную лабораторию
Cray-2 использовался в NASA
Исследования в области энергетики
Атмосферные и океанические исследования
Квантовая химия
Искусственный интеллект
Генная инженерия
Молекулярная динамика
Разработка технологического процесса