Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Векторно-конвейерные вычислительные системы.




Векторно-конвейерные вычислительные системы относятся к классу SIMD-систем. Основные принципы, заложенные в архитектуру векторно-конвейерных систем:

· конвейерная организация обработки потока команд;

· введение в систему команд набора векторных операций, которые позволяют оперировать с целыми массивами данных.

Длина обрабатываемых векторов в современных векторно-конвейерных системах составляет, как правило, 128 или 256 элементов. Основное назначение векторных операций состоит в распараллеливании выполнения операторов цикла, в которых обычно сосредоточена большая часть вычислительной работы.

Первый векторно-конвейерный компьютер Cray-1 появился в 1976 году. Архитектура этого компьютера оказалась настолько удачной, что он положил начало целому семейству компьютеров.

Современные векторно-конвейерные системы имеют иерархическую структуру:

· на нижнем уровне иерархии расположены конвейеры операций (например, конвейер (pipeline) сложения вещественных чисел, конвейер умножения таких же чисел и т.п.);

· некоторая совокупность конвейеров операций объединяется в конвейерное функциональное устройство;

· векторно-конвейерный процессор содержит ряд конвейерных функциональных устройств;

· несколько векторно-конвейерных процессоров (2-16), объединенных общей памятью, образуют вычислительный узел;

· несколько таких узлов объединяются с помощью коммутаторов, образуя либо NUMA-систему либо MPP-систему.

Типичными представителями такой архитектуры являются компьютеры CRAY J90/T90, CRAY SV1, NEC SX-4/SX-5. Уровень развития микроэлектронных технологий не позволяет в настоящее время производить однокристальные векторно-конвейерные процессоры, поэтому эти системы довольно громоздки и чрезвычайно дороги.

Каждая часть конвейера операций называется ступенью конвейера операций, а общее число ступеней - длиной конвейера операций.

Пример 1

Рассмотрим следующий 4-х ступенчатый конвейер операций сложения вещественных чисел

Таблица 1

Номер ступени Наименование
Вычитание порядков
Сдвиг одной из мантисс
Сложение мантисс
Нормализация

 

Положим, что выполняется сложение двух -векторов вещественных чисел . Диаграмма сложения этих векторов приведена на рис. 1

Рис. 1. К примеру 1. Временная диаграмма сложения (n*1)-векторов вещественных чисел X ,Y на 4-х ступенчатом конвейере операции сложения.

В векторно-конвейерных системах в рамках одного конвейерного функционального устройства широко используется (т.е. аппаратно поддерживается) зацепление конвейеров операций. Покажем суть этой процедуры на примере.







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 3517. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия