2.29. Транспьютеры. Особенности архитектур мультитранспьютерных систем.
Слово «транспьютер» образовалось из 2-х слов: «транзистор» и «компьютер». Транспьютеры – это однокристальные универсальные ЭВМ, предназначенные для организации параллельной обработки информации многопроцессорных систем.
Каждый транспьютер – это универсальная ЭВМ, имеющая соответствующий набор команд и архитектуру.
Особенность транспьютерных систем: наличие 4-х, 6-и или более специальных портов, как правило, последовательного типа, используемых для построения многопроцессорных систем, для обмена информацией с другими транспьютерами.
Транспьютеры эффективны также в автономном использовании. К настоящему времени уступили свое место сигнальным процессорам, функционально реализующим аналогичные возможности по построению многопроцессорных систем.
Структура Т800.
Транспьютер Т414 использует сходную архитектуру (без сопроцессора).
Тактовые частоты: 15-20 (Т414), 20-30 (Т800).
Первые выпуски транспьютеров были в 85-87 годах.
Т9000 – это развитие транспьютерных архитектур. Его характеристики: 200MIPS (млн. коротких операций/сек.), 25 млн. операций с плавающей точкой/сек. Имеет 8 каналов операционной обработки. Произошло увеличение внутрикристальной памяти до 16 Мб.
Используется для программирования язык ОККАМ.
2.30. Транспьютерная многопроцессорная система для цифровой обработки сигналов. Транспьютерная многопроцессорная система цифровой обработки сигналов
В качестве примера рассмотримиспользование транспьютера для реализации операции «Бабочка» (быстрое преобразование Фурье).
Исходные комплексные данные:
Вычислительный процесс состоит в формировании:
Необходимо расчленить обработку вещественных и мнимых компонентов.
Для (1) имеем:
Для (2) имеем
Перегруппируем (3), выделив вещественную и мнимую компоненты:
Транспьютерная система:
В транспьютерных системах используются программы двух назначений:
1. Программы загрузки данных в транспьютер из центрального процессора
2. Исполнительная программа
Программа реализации алгоритма преобразования Фурье на языке Оккам
Меткой PAR обозначены параллельные потоки данных, меткой SEQ – последовательные. В программе прослеживается наличие 4 каналов (2 – входных, 2 выходных)
PROG butterfly (CHAIN OF REAL ain, bin, aoint, boint, VAL REAL 32, wreal, wimag)
REAL 32 areal, aimag, breal, bimag :
WHILE TRUE
SEQ
PAR
SEQ
ain ? areal
ain ? aimag
SEQ
bin ? breal
bin ? bimag
PAR
SEQ
aout ! (areal + breal)
aout ! (aimag + bimag)
SEQ
bout ! (wreal * (areal - breal)) - (wimag * (aimag - bimag))
bout ! (wreal * (aimag - bimag)) - (wimag * (areal - breal))
В основе цифровой обработки лежит реализация быстрого преобразования Фурье («бабочка»).
2.31. Примеры формального представления сегментированных программ для параллельного исполнения.
Скалярное произведение 2-х векторов.
X=(x1, x2, x2)
Y=(y1, y2, y3)
X.Y=x1y1+x2y2+x3y3
Векторное произведение 2-х векторов.
X=ix1+jx2+kx3
Y=iy1+jy2+ky3
Умножение 2-х матриц.
