Подключение и отключение процессорных элементов

В процессе вычислений в ряде операций должны участвовать только определен­ные ПЭ, в то время как остальные ПЭ остаются бездействующими. Разрешение и запрет работы ПЭ могут исходить от контроллера массива процессоров (глобальное маскирование) и реализуются с помощью схем маскирования ПЭ. В этом слу­чае решение о необходимости маскирования принимается на этапе компиляции кода. Решение о маскировании может также приниматься во время выполнения программы (маскирование, определяемое данными), при этом опираются на хранящийся в ПЭ флаг разрешения маскирования F.

При маскировании, определяемом данными, каждый ПЭ самостоятельно объяв­ляет свой статус «подключен/не подключен». В составе системы команд имеются наборы маскируемых и немаскируемых команд. Маскируемые команды выполня­ются в зависимости от состояния флага F, в то время как немаскируемые флаг про­сто игнорируют. Процедуру маскирования рассмотрим на примере предложения IF-THEN-ELSE. Пусть х — локальная переменная (хранящаяся в локальной памяти каждого ПЭ). Предположим, что процессорные элементы массива параллельно выполняют ветвление:

IF (х > 0) THEN «оператор» ELSE -«оператор В>

и каждый ПЭ оценивает условие IF. Те ПЭ, для которых условием > 0 справедливо, установят свой флаг F в единицу, тогда как остальные ПЭ — в ноль. Далее КМП распределяет оператор А по всем ПЭ. Команды, реализующие этот оператор, долж­ны быть маскируемыми. Оператор А будет выполнен только теми ПЭ, где флаг F установлен в единицу. Далее КМП передает во все ПЭ немаскируемую команду ELSE, которая заставит все ПЭ инвертировать состояние своего флага F. Затем КМП транслирует во все ПЭ оператор В, который также должен состоять из маскируемых команд. Оператор будет выполнен теми ПЭ, где флаг F после инвертирования был установлен в единицу, то есть где результат проверки условия х > 0 был отрицательным.

При использовании схемы глобального маскирования контроллер массива процессоров вместе с командами посылает во все ПЭ глобальную маску. Каждый ПЭ декодирует эту маску и по результату выясняет, должен ли он выполнять данную команду или нет.

Сети взаимосвязей процессорных элементов

Эффективность сетей взаимосвязей процессорных элементов во многом опреде­ляет возможную производительность всей матричной системы. Применение на­ходят самые разнообразные топологии сетей.

Поскольку процессорные элементы в матричных системах функционируют синхронно, обмениваться информацией они также должны по согласованной схе­ме, причем необходимо обеспечить возможность синхронной передачи от несколь­ких ПЭ-источников к одному ПЭ-приемнику. Когда для передачи информации в сетевом интерфейсе задействуется только один регистр пересылки данных, это может привести к потере данных, поэтому в ряде ВС для предотвращения подоб­ной ситуации предусмотрены специальные механизмы.

Объединение реализуется за счет операций арифметического и логического сло­жения, наложения записей, нахождения меньшего и большего из двух значений.

Хотя пересылки данных по сети инициируются только активными ПЭ, пассив­ные процессорные элементы также вносят вклад в эти операции. Если активный ПЭ инициирует чтение из другого ПЭ, операция выполняется вне зависимости от статуса ПЭ, из которого считывается информация. То же самое происходит и при записи.