9. Асоціативні процесори
Асоціативний спосіб обробки даних дозволяє подолати|здолати| багато обмежень, властивих адресному доступу до пам'яті, за рахунок завдання|задавання| деякого критерію відбору і проведення необхідних перетворень, тільки|лише| над тими даними, які задовольняють цьому критерію. Критерієм відбору може бути збіг з|із| будь-яким елементом даних, достатнім для виділення шуканих даних з|із| тих, що всіх є|наявний|. Пошук даних може відбуватися|походити| по фрагменту, що має велику або меншу кореляцію із|із| заданим елементом даних.
Досліджені і різною мірою застосовуються декілька підходів, що розрізняються повнотою реалізації моделі асоціативної обробки. Якщо реалізується тільки|лише| асоціативна вибірка даних з|із| подальшим|наступним| почерговим використанням знайдених даних, то говорять про асоціативну пам'ять або пам'ять, що адресується по вмісту. При достатньо|досить| повній|цілковитій| реалізації всіх властивостей асоціативної обробки використовується термін «асоціативний процесор».
Асоціативні системи відносяться до класу: один потік команд – безліч потоків даних (SIMD| = Single| Instruction| Multiple| Data|). Ці системи включають велике число операційних пристроїв|устроїв|, здатних|здібних| одночасно по командах пристрою|устрою|, що управляє, вести обробку декількох потоків даних. У асоціативних обчислювальних системах інформація на обробку поступає|надходить| від асоціативних пристроїв|устроїв| (АЗУ), що запам'ятовують, характеризуються тим, що інформація в них вибирається не за певною адресою, а по її змісту|вмісту,утриманню|.
Рисунок. 6.1. Схема асоціативної системи
10. Конвеєрні процесори
Процесори сучасних комп'ютерів використовують особливу технологію – конвеєри, які дозволяють обробляти більш за одну команду одночасно.
Обробка команди може бути розділена на декілька основних етапів, назвемо|накликатимемо| їх мікрокомандами. Виділимо основні п'ять мікрокоманд:
вибірка команди;
розшифровка команди;
вибірка необхідних операндів;
виконання команди;
збереження|зберігання| результатів.
Всі етапи команди задіюються тільки|лише| один раз і завжди в одному і тому ж порядку|ладі|: одна за одною. Це, зокрема, означає, що якщо перша мікрокоманда виконала свою роботу і передала результати другою, то для виконання поточної команди вона більше не знадобиться, і, отже, може приступити до виконання наступної|такої| команди. Виділимо кожну команду в окрему частину|частку| пристрою|устрою| і розташуємо їх в порядку виконання. У перший момент часу виконується перша мікрокоманда. Вона завершує свою роботу і починає|розпочинає,зачинає| виконуватися друга мікрокоманда, тоді як перша готова для виконання наступної|такої| інструкції. Перша інструкція може вважатися|лічити| виконаною, коли завершать роботу всі п'ять мікрокоманд.
Така технологія обробки команд носить назву конвеєрної обробки. Кожна частина|частка| пристрою|устрою| називається ступенем|рівнем| конвеєра, а загальне|спільне| число ступенів|рівнів| – довжиною конвеєра.
У багатьох обчислювальних системах разом з|поряд з,поряд із| конвеєром команд використовуються і конвеєри даних.
Поєднання цих двох конвеєрів дозволяє досягти дуже високої продуктивності на певних класах завдань|задач|, особливо якщо використовується декілька різних конвеєрних процесорів, здатних|здібних| працювати одночасно і незалежно один від одного.
Однією з найбільш високопродуктивних обчислювальних конвеєрних систем вважається|лічить| Сrаy. У цій системі конвеєрний принцип обробки використовується в максимальному ступені|мірі|. Є|наявний| і конвеєр команд, і конвеєр арифметичних і логічних операцій. У системі широко застосовується суміщена|поєднувати| обробка інформації декількома пристроями|устроями|. Максимальна пікова продуктивність процесора може складати 12 GFLOPS|.
В даний час|нині| створені однокристальні векторно-конвеєрні процесори, основними компонентами яких є|з'являються,являються| скалярний процесор і 8 ідентичних векторних пристроїв|устроїв|, сумарна продуктивність яких складає 64 GFLOPS|. На їх основі побудована|спорудити| система SX-6| компанії NEC|.