Суперкомпьютер — это очень мощный компьютер, включающий в себя архитектуру, ресурсы и компоненты, которые дают потребителю огромную вычислительную мощность. Суперкомпьютер также содержит большое количество процессоры который выполняет миллионы или миллиарды вычислений каждую секунду. Таким образом, эти компьютеры могут выполнять множество задач за несколько секунд. Существует три типа суперкомпьютеров, тесно связанных между собой кластерными компьютерами, которые работают вместе как единое целое. Обычные компьютеры могут подключаться к локальным сетям с малой задержкой и высокой пропускной способностью и, наконец, к компьютерам векторной обработки, которые зависят от процессора массива или векторов. Процессор массива похож на ЦП, который помогает выполнять математические операции с различными элементами данных. Самый известный матричный процессор — это компьютер ILLIAC IV, разработанный корпорацией Burroughs. В этой статье обсуждается обзор процессор массива - работа, типы и приложения.
Что такое процессор массива?
Процессор, который используется для выполнения различных вычислений с огромным массивом данных, называется процессором массива. Другими терминами, используемыми для этого процессора, являются векторные процессоры или мультипроцессоры. Этот процессор выполняет только одну инструкцию за раз для массива данных. Эти процессоры работают с огромными наборами данных для выполнения вычислений. Таким образом, они в основном используются для повышения производительности компьютеров.
Архитектура процессора массива
Процессор массива включает в себя ряд ALU (арифметико-логических устройств), которые позволяют обрабатывать все элементы массива вместе. Каждое ALU в процессоре снабжено локальной памятью, известной как Processing Element или PE. Архитектура этого процессора показана ниже. При использовании этого процессора одна инструкция выдается через блок управления, и эта инструкция просто одновременно применяется к нескольким наборам данных. С помощью одной инструкции аналогичная операция выполняется над массивом данных, что делает ее пригодной для векторных вычислений.
Архитектура обработки массива известна как двумерный массив или матрица. Эта архитектура реализована двумерным процессором. В этом процессоре ЦП выдает одну инструкцию, после чего она применяется к номеру. данных одновременно. Эта архитектура в основном зависит от того факта, что все наборы данных работают по схожим инструкциям, однако, если эти наборы данных зависят друг от друга, применение параллельной обработки невозможно. Таким образом, эти процессоры вносят эффективный вклад и повышают скорость обработки по сравнению со всеми инструкциями.
Работа процессора массива
Процессор массива имеет архитектуру, в основном предназначенную для обработки массивов чисел. Эта процессорная архитектура содержит несколько процессоров, работающих одновременно, каждый из которых обрабатывает один элемент массива, так что одна операция применяется ко всем элементам массива параллельно. Чтобы получить тот же эффект в обычном процессоре, операция должна применяться к каждому элементу массива последовательно и намного медленнее.
Этот процессор представляет собой автономное устройство, подключенное к основному компьютеру через внутреннюю шину или порт ввода-вывода. Этот процессор увеличивает общую скорость обработки команд. Эти процессоры работают асинхронно с центральным процессором, чтобы повысить общую производительность системы. Этот процессор является очень мощным инструментом, который справляется с проблемами с высоким уровнем параллелизма.
Типы процессоров массивов
Существует два типа процессоров массивов, например; прилагается и SIMD, который обсуждается ниже.
Подключенный процессор массива
Вспомогательный процессор, такой как подключенный массивный процессор, показан ниже. Этот процессор просто подключается к компьютеру для повышения производительности машины в рамках численных вычислительных задач. Этот процессор подключен к компьютеру общего назначения через интерфейс ввода-вывода и интерфейс локальной памяти, к которому подключены обе памяти, такие как основная и локальная. Этот процессор обеспечивает высокую производительность за счет параллельной обработки несколькими функциональными блоками.
Процессор массива SIMD
Процессоры SIMD («Single Instruction and Multiple Data Stream») — это компьютеры с несколькими процессорами, которые работают параллельно. Эти блоки обработки выполняют одну и ту же операцию синхронизации под контролем общего блока управления (CCU). Процессор SIMD включает в себя набор идентичных PE (элементов обработки), где каждый PES имеет локальную память.
Этот процессор включает в себя главный блок управления и основную память. Главный блок управления в процессоре управляет работой элементов обработки. А также декодирует инструкцию и определяет, как выполняется инструкция. Так, если инструкция программная или скалярная, то она выполняется непосредственно в ведущем блоке управления. Основная память в основном используется для хранения программы, в то время как каждый процессор использует операнды, которые хранятся в его локальной памяти.
Преимущества
К преимуществам матричного процессора относятся следующие.
- Массивные процессоры улучшают скорость обработки всей инструкции.
- Эти процессоры работают асинхронно от центрального процессора, что повышает общую производительность системы.
Эти процессоры имеют собственную локальную память, которая обеспечивает дополнительную память для систем. Так что это важное соображение для систем с ограниченным адресным пространством или физической памятью. - Эти процессоры просто выполняют вычисления на огромном массиве данных.
- Это чрезвычайно мощные инструменты, помогающие справиться с проблемами, связанными с высоким уровнем параллелизма.
- Этот процессор включает в себя ряд АЛУ, что позволяет обрабатывать все элементы массива одновременно.
- Как правило, устройства ввода-вывода этой системы с процессорным массивом очень эффективны при прямой передаче требуемых данных в память.
- Основным преимуществом использования этого процессора с рядом датчиков является меньшая занимаемая площадь.
Приложения
приложения массивных процессоров включая следующее.
- Этот процессор используется в медицинских и астрономических приложениях.
- Они очень полезны для улучшения речи.
- Они используются в гидролокаторах и радар системы.
- Они применимы в борьбе с помехами, сейсморазведке и беспроводная связь .
- Этот процессор подключен к компьютеру общего назначения для повышения производительности компьютера при выполнении арифметических вычислительных задач. Таким образом, достигается высокая производительность за счет параллельной обработки несколькими функциональными блоками.
Таким образом, это обзор процессора массивов, который имеет специфическую архитектуру для работы с числовыми массивами. Этот процессор разработан как независимый блок и подключается к компьютеру через внутреннюю шину или порт ввода/вывода. Компьютер ILLIAC IV — самый известный массивный SIMD-процессор, разработанный корпорацией Burroughs. . Процессор массива и векторный процессор одинаковы с небольшой разницей. Разница между этими двумя процессорами заключается в следующем. векторный процессор использует несколько векторных конвейеров, но процессор массива использует нет. элементов обработки для параллельной работы. Вот вопрос к вам, что такое процессор ?
