Сопроцессор 8087
Предназначался для расширения вычислительных возможностей ЦПУ.
Наличие 8087 добавляло в систему команд ЦПУ 68 команд, которые включали в себя арифметические, тригонометрические, экспоненциальные и логарифмические операции.
Аппаратный интерфейс почти повторял ЦПУ. Выводы, кроме RQ/GT1, были соединены с ЦПУ. Сопроцессор имел внутреннюю очередь команд и наличие сигнала BUSY (занят).
8087 отслеживал сигнал состояния ЦПУ и вместе с ним просматривал и декодировал команды. Все команды, которые были предназначены для FPU были вида ИОИххх, где второй байт вместе с битами ххх уточняет команду.
После того, как 8087 встречал команду, которая была ему предназначена, он «выхватывал» ее и следил за движением команд в очереди ЦПУ. Это требовалось для точного определения начала выполнения команды – «выдать» результат вычисления в нужное время. Команда WAIT останавливает обработку команд в микропроцессоре до тех пор, пока вход TEST не станет активен, сигнализируя о завершении команды сопроцессора 8087. Таким образом, при работе микропроцессора можно гарантировать, что 8087 завершит свою работу до того, как ЦПУ возьмет на выполнение следующую команду.
Мультикомпьютеры
Это вычислительная система с распределенной памятью. Она которая состоит из большого числа взаимосвязанных компьютеров, которые имеют собственную память. С локальной памятью процессор может общаться выполняя команды LOAD и STORE из-за того, что только локальный процессор имеет доступ к своей памяти, компьютеры «общаются» между собой через связывающую их коммутационную сеть.
На рисунке представлен мультикомпьютер, который состоит из 16 процессоров, каждый из которых имеет собственную локальную память.
Увеличим отдельную часть картинки:
Как было указано выше, для получения доступа к данным, которые расположены на других процессорах, необходимо выполнить операции передачи сообщений. Этот подход используется при построении массивно-параллельных вычислительных систем (МРР).
Массивно-параллельные вычислительные системы (мрр)
Это класс архитектур параллельных вычислительных систем. Особенность данной архитектуры состоит в том, что память разделена физически. Вся система строится из отдельных модулей, каждый содержит процессор, локальный банк операционной памяти, коммуникационные процессоры, иногда жесткие диски, а также другие устройства ввода/вывода. Доступ к банку операционной памяти из этого модуля имеет только процессор, который находится в этом же модуле. Все модули соединяются специальными коммуникационными каналами.
Главным преимуществом систем с раздельной памятью является хорошая масштабируемость: в отличие от SMP-систем, в машинах с раздельной памятью каждый процессор имеет доступ только к своей локальной памяти, в связи с чем не возникает необходимости в потактовой синхронизации процессоров. Практически все рекорды по производительности устанавливаются на машинах именно такой архитектуры, состоящих из нескольких тысяч процессоров.
В данной системе есть недостатки. В частности это отсутствие общей памяти. Данный фактор заметно снижает скорость межпроцессорного обмена, поскольку нет общей среды для хранения данных, предназначенных для обмена между процессорами. Для программирования под МРР требуется специальная техника, которая реализует обмен сообщениями между процессорами. Также к минусам можно отнести то, что каждый процессор может использовать только ограниченный объем локального банка памяти. Вследствие указанных архитектурных недостатков требуются значительные усилия для того, чтобы максимально использовать системные ресурсы. Именно этим определяется высокая цена программного обеспечения для массивно-параллельных систем с раздельной памятью.