Лекция №15 (3.11.06)

Примеры использования данной структуры.

Вычислительная система Cray

10¹²

x-mp/48

10¹¹

Данная система использует жидкостное охлаждение.

Системы из векторных процессов

Т ермин «векторный процессор» говорит о проблемной ориентации процессора на класс решаемых задач. Векторный процессор подключается к ВС как ВУ, снабженное каналом прямого доступа память. Данные процессоры иногда называют периферийными процессорами. Данные процессоры, как правило, имеют свою память для хранения массива данных, АЛУ и устройство управления (УУ). Векторный процессор выполняет свои функции одновременно с центральным ВУ и независимо от его работы.

Двухпортовая память позволяет одновременно писать и читать данные.

MARS-432 процессор, производительность относительно невысокая, 10⁹ операций в секунду над шестидесятичетырехразрядными словами с плавающей запятой. FS-128: производительность примерно 1,5 * 10⁸ операций в секунду над шестидесятичетырехразрядными словами с плавающей запятой.

Анализ конвейерных систем. Конвейерные системы достигают производительности 10¹². Данное быстродействие достигается за счет конвейеризации на всех уровнях обработки информации, начиная от микрокомандного и заканчивая операторами языка высокого. Для конвейерных ВС характерна идентичность модулей, из которых состоит вся ВС. Возможности конвейерной ВС ограничены по следующим причинам:

• число конвейерных процессоров в системе определяются алгоритмическими возможностями решения задач и надежностью УУ, которое является единственным для всех элементов ВС,

• число модулей в конвейерной системе не? может быть произвольно большим, так как опирается на конкретную задачу,

• в настоящее время относительно слабо решен вопрос по распараллеливанию алгоритма, решаемого вычислительной машиной.

Матричные ВС

Каноническая структура матричного процессора.

УУ предназначено для формирования потока команд на все процессоры в матрице. Все элементарные процессоры идентичны и, как минимум, включают в себя АЛУ, память, УУ. Сеть межпроцессорных связей регулярная и организуется таким образом, чтобы каждый процессор имел связь не менее, чем с четырьмя элементарными процессорами. Обмен информации между процессорами, как правило, осуществляется с использованием режима прямого доступа к памяти. Состояние каждого элементарного процессора и обмен между ними программируется УУ перед запуском программы.

 - память,  - процессор.  - ввод информации,  - вывод информации.

Матричный процессор не имеет ограничений производительной мощности. В современных матричных процессорах число параллельно выполняемых операций достигает 10⁶, а производительность каждого элементарного процессора имеет 10⁸-10⁹. Таким образом, пиковая производительность может достигать 10¹⁴ операций в секунду. К мультипроцессорным вычислительным системам применим принцип программируемости. То есть, структура ВС адаптируется к решаемой задаче. Это достигается настройкой связей между элементарными процессорами. Основным недостатком этой системы является наличие единственного УУ, от которого зависит производительность и надежность ВС. Пропускная способность УУ практически определяет всю производительность ВС.

 Мультипроцессорные ВС

Каноническая структура мультипроцессоров.

РИС.4. (фото 144-4472)

Элементарный процессор включает в себя АЛУ, память и УУ.