Superkomputer to bardzo potężny komputer, który obejmuje architekturę, zasoby i komponenty, które dają konsumentowi ogromną moc obliczeniową. Superkomputer zawiera również dużą liczbę procesory który wykonuje miliony lub miliardy obliczeń na sekundę. Dzięki temu komputery te mogą wykonywać wiele zadań w ciągu kilku sekund. Istnieją trzy typy ściśle połączonych superkomputerów klastra, które współpracują ze sobą jak pojedyncza jednostka. Komputery towarowe mogą łączyć się z sieciami LAN o niskim opóźnieniu i dużej przepustowości, a wreszcie z komputerami przetwarzającymi wektory, które zależą od procesora lub wektorów macierzowych. Procesor tablicowy jest jak procesor, który pomaga w wykonywaniu operacji matematycznych na różnych elementach danych. Najbardziej znanym procesorem macierzowym jest komputer ILLIAC IV zaprojektowany przez Burroughs Corporation. W tym artykule omówiono przegląd an procesor macierzowy – działanie, rodzaje i zastosowania.
Co to jest procesor macierzy?
Procesor, który jest używany do wykonywania różnych obliczeń na ogromnej tablicy danych, nazywany jest procesorem tablicowym. Inne terminy używane w odniesieniu do tego procesora to procesory wektorowe lub wieloprocesory. Ten procesor wykonuje jednocześnie tylko jedną instrukcję na tablicy danych. Te procesory pracują z ogromnymi zbiorami danych w celu wykonywania obliczeń. Są więc używane głównie do zwiększania wydajności komputerów.
Architektura procesora macierzowego
Procesor tablicowy zawiera pewną liczbę jednostek ALU (jednostek arytmetycznych logiki), które umożliwiają łączne przetwarzanie wszystkich elementów tablicy. Każda jednostka ALU w procesorze jest wyposażona w pamięć lokalną, która jest znana jako element przetwarzający lub PE. Poniżej przedstawiono architekturę tego procesora. Korzystając z tego procesora, pojedyncza instrukcja jest wydawana przez jednostkę sterującą i ta instrukcja jest po prostu stosowana do wielu zestawów danych jednocześnie. Za pomocą pojedynczej instrukcji podobna operacja jest wykonywana na tablicy danych, co czyni ją odpowiednią do obliczeń wektorowych.
Architektura przetwarzania tablic jest znana jako dwuwymiarowa tablica lub macierz. Ta architektura jest realizowana przez dwuwymiarowy procesor. W tym procesorze procesor wydaje pojedynczą instrukcję, a następnie jest ona stosowana do nie. danych jednocześnie. Architektura ta polega głównie na tym, że wszystkie zestawy danych działają na podobnych instrukcjach, jednak jeśli te zbiory danych są od siebie zależne, nie jest możliwe zastosowanie przetwarzania równoległego. W ten sposób procesory te przyczyniają się wydajnie i zwiększają szybkość przetwarzania w porównaniu z całymi instrukcjami.
Działanie procesora macierzy
Procesor tablicowy ma architekturę przeznaczoną głównie do przetwarzania tablic liczbowych. Ta architektura procesora zawiera wiele procesorów, które działają jednocześnie, z których każdy obsługuje jeden element tablicy, dzięki czemu pojedyncza operacja jest wykonywana równolegle do wszystkich elementów tablicy. Aby uzyskać ten sam efekt w konwencjonalnym procesorze, operację należy zastosować do każdego elementu tablicy sekwencyjnie i znacznie wolniej.
Ten procesor jest samodzielną jednostką podłączoną do komputera głównego przez wewnętrzną magistralę lub port I/O. Ten procesor zwiększa ogólną szybkość przetwarzania instrukcji. Procesory te działają asynchronicznie z procesorem hosta, aby poprawić ogólną wydajność systemu. Ten procesor jest bardzo potężnym narzędziem, które radzi sobie z problemami z wysokim poziomem równoległości.
Rodzaje procesorów macierzowych
Istnieją dwa typy procesorów tablicowych, takie jak; dołączony i SIMD, który jest omówiony poniżej.
Dołączony procesor macierzy
Procesor pomocniczy, taki jak dołączony procesor macierzy, pokazano poniżej. Ten procesor jest po prostu podłączany do komputera w celu zwiększenia wydajności maszyny w ramach zadań obliczeń numerycznych. Ten procesor jest podłączony do komputera ogólnego przeznaczenia poprzez interfejs I/O i lokalny interfejs pamięci, do którego podłączone są obie pamięci, takie jak główna i lokalna. Procesor ten osiąga wysoką wydajność dzięki przetwarzaniu równoległemu przez wiele jednostek funkcjonalnych.
Procesor macierzy SIMD
Procesory SIMD („Single Instruction and Multiple Data Stream”) to komputery z kilkoma jednostkami przetwarzającymi, które działają równolegle. Te jednostki przetwarzające wykonują tę samą operację synchronizacji pod nadzorem wspólnej jednostki sterującej (CCU). Procesor SIMD zawiera zestaw identycznych PE (elementów przetwarzających), gdzie każdy PES ma pamięć lokalną.
Ten procesor zawiera główną jednostkę sterującą i pamięć główną. Nadrzędna jednostka sterująca w procesorze steruje działaniem elementów przetwarzających. A także dekoduje instrukcję i określa, w jaki sposób instrukcja jest wykonywana. Tak więc, jeśli instrukcja jest sterowana programowo lub skalarna, to jest wykonywana bezpośrednio w nadrzędnej jednostce sterującej. Pamięć główna jest używana głównie do przechowywania programu, podczas gdy każda jednostka przetwarzająca używa operandów, które są przechowywane w jej pamięci lokalnej.
Zalety
Zalety procesora tablicowego obejmują następujące elementy.
- Procesory tablicowe poprawiają szybkość przetwarzania całej instrukcji.
- Procesory te działają asynchronicznie z procesorem hosta, co poprawia ogólną wydajność systemu.
Te procesory zawierają własną pamięć lokalną, która zapewnia systemom dodatkową pamięć. Jest to więc ważna kwestia dla systemów ze względu na ograniczoną przestrzeń adresową lub pamięć fizyczną. - Te procesory po prostu wykonują obliczenia na ogromnej tablicy danych.
- Są to niezwykle potężne narzędzia, które pomagają w radzeniu sobie z problemami z dużą ilością równoległości.
- Ten procesor zawiera pewną liczbę jednostek ALU, które umożliwiają jednoczesne przetwarzanie wszystkich elementów tablicy.
- Ogólnie rzecz biorąc, urządzenia wejścia-wyjścia tego systemu procesor-macierz są bardzo wydajne w dostarczaniu wymaganych danych bezpośrednio do pamięci.
- Główną zaletą korzystania z tego procesora z szeroką gamą czujników jest mniejszy rozmiar.
Aplikacje
The zastosowania procesorów macierzowych zawierać następujące.
- Ten procesor jest używany w zastosowaniach medycznych i astronomicznych.
- Są bardzo pomocne w doskonaleniu mowy.
- Są one używane w sonarze i radar systemy.
- Mają one zastosowanie w zapobieganiu zagłuszaniu, eksploracji sejsmicznej i komunikacja bezprzewodowa .
- Ten procesor jest podłączony do komputera ogólnego przeznaczenia w celu poprawy wydajności komputera w zadaniach arytmetycznych. Osiąga więc wysoką wydajność dzięki przetwarzaniu równoległemu przez kilka jednostek funkcjonalnych.
Jest to zatem przegląd procesora tablicowego, który ma specyficzną architekturę do obsługi tablic numerycznych. Ten zaprojektowany procesor jako niezależna jednostka i jest podłączony do komputera przez wewnętrzną magistralę lub port I/O. Komputer ILLIAC IV jest najsłynniejszym procesorem macierzy SIMD zaprojektowanym przez Burroughs Corporation . Procesor tablicowy i procesor wektorowy są takie same z niewielką różnicą. Różnica między tymi dwoma procesorami polega na; procesor wektorowy wykorzystuje kilka potoków wektorowych, ale procesor tablicowy używa nie. elementów przetwarzających do pracy równoległej. Oto pytanie do ciebie, co to jest edytor ?
