En superdatamaskin er en veldig kraftig datamaskin som inkluderer arkitektur, ressurser og komponenter som gir en enorm datakraft til forbrukeren. En superdatamaskin inneholder også et stort antall prosessorer som utfører millioner eller milliarder av beregninger hvert sekund. Så disse datamaskinene kan utføre en rekke oppgaver på noen få sekunder. Det er tre typer superdatamaskiner tett sammenkoblede klyngedatamaskiner som fungerer sammen som en enkelt enhet. Varedatamaskiner kan kobles til LAN-er med lav latens og høy båndbredde og til slutt vektorbehandlingsdatamaskiner som er avhengige av en eller flere array-prosessorer. En array-prosessor er som en CPU som hjelper til med å utføre matematiske operasjoner på forskjellige dataelementer. Den mest kjente array-prosessoren er ILLIAC IV-datamaskinen som er designet av Burroughs Corporation. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over en array-prosessor – arbeid, typer og applikasjoner.
Hva er Array-prosessor?
En prosessor som brukes til å utføre forskjellige beregninger på et stort utvalg av data kalles en array-prosessor. De andre begrepene som brukes for denne prosessoren er vektorprosessorer eller multiprosessorer. Denne prosessoren utfører kun én instruksjon om gangen på en rekke data. Disse prosessorene jobber med enorme datasett for å utføre beregninger. Så de brukes hovedsakelig for å forbedre ytelsen til datamaskiner.
Array-prosessorarkitektur
En array-prosessor inkluderer et antall ALUer (Aritmetic Logic Units) som gjør at alle array-elementene kan behandles sammen. Hver ALU i prosessoren er utstyrt med lokalt minne som er kjent som et prosesseringselement eller PE. Arkitekturen til denne prosessoren er vist nedenfor. Ved å bruke denne prosessoren utstedes en enkelt instruksjon gjennom en kontrollenhet og den instruksjonen blir ganske enkelt brukt på et antall datasett samtidig. Ved å bruke en enkelt instruksjon utføres en lignende operasjon på en rekke data som gjør den egnet for vektorberegninger.
Array-behandlingsarkitekturen er kjent som en 2-dimensjonal matrise eller matrise. Denne arkitekturen implementeres av den todimensjonale prosessoren. I denne prosessoren gir CPU-en en enkelt instruksjon, og etter det blir den brukt på et nei. av data samtidig. Denne arkitekturen avhenger hovedsakelig av det faktum at alle datasett fungerer på lignende instruksjoner, men hvis disse datasettene er avhengige av hverandre, er det ikke mulig å bruke parallell behandling. Dermed bidrar disse prosessorene effektivt og forbedrer prosesseringshastigheten sammenlignet med hele instruksjonene.
Arbeid med Array-prosessor
En array-prosessor har en arkitektur hovedsakelig designet for å behandle arrays av tall. Denne prosessorarkitekturen inneholder et antall prosessorer som fungerer samtidig, og hver håndterer ett array-element, slik at en enkelt operasjon brukes på alle array-elementene parallelt. For å få samme effekt i en konvensjonell prosessor, bør operasjonen brukes på hvert array-element sekvensielt og mye saktere.
Denne prosessoren er en selvstendig enhet koblet til hoveddatamaskinen via en intern buss eller en I/O-port. Denne prosessoren øker den totale hastigheten på instruksjonsbehandlingen. Disse prosessorene opererer asynkront fra verts-CPU for å forbedre den totale systemkapasiteten. Denne prosessoren er et veldig kraftig verktøy som håndterer problemer med et høyt nivå av parallellitet.
Typer Array-prosessor
Det finnes to typer array-prosessorer som; vedlagt og SIMD som er omtalt nedenfor.
Vedlagt Array-prosessor
Hjelpeprosessoren som den vedlagte array-prosessoren er vist nedenfor. Denne prosessoren er ganske enkelt koblet til en datamaskin for å forbedre ytelsen til en maskin innen numeriske beregningsoppgaver. Denne prosessoren er koblet til den generelle datamaskinen gjennom et I/O-grensesnitt og et lokalt minnegrensesnitt hvor både minnene som hoved- og lokalminnene er koblet til. Denne prosessoren oppnår høy ytelse gjennom parallell prosessering av flere funksjonelle enheter.
SIMD-array-prosessor
SIMD-prosessorer (‘Single Instruction and Multiple Data Stream’) er en datamaskin med flere prosessorenheter som opererer parallelt. Disse behandlingsenhetene utfører den samme operasjonen ved synkronisering under tilsyn av den felles kontrollenheten (CCU). SIMD-prosessoren inkluderer et sett med identiske PE-er (behandlingselementer) hvor hver PES har et lokalt minne.
Denne prosessoren inkluderer en hovedkontrollenhet og hovedminne. Hovedkontrollenheten i prosessoren styrer driften av prosesseringselementene. Og dekoder også instruksjonen og bestemmer hvordan instruksjonen utføres. Så hvis instruksjonen er programkontroll eller skalar, blir den utført direkte i hovedkontrollenheten. Hovedminne brukes hovedsakelig til å lagre programmet mens hver prosesseringsenhet bruker operander som er lagret i det lokale minnet.
Fordeler
Fordelene med en array-prosessor inkluderer følgende.
- Array-prosessorer forbedrer hele instruksjonsbehandlingshastigheten.
- Disse prosessorene kjører asynkront fra verts-CPU, den generelle kapasiteten til systemet er forbedret.
Disse prosessorene inkluderer sitt eget lokale minne som gir ekstra minne til systemene. Så dette er en viktig vurdering for systemene gjennom et begrenset adresserom eller fysisk minne. - Disse prosessorene utfører ganske enkelt beregninger på et stort utvalg av data.
- Dette er ekstremt kraftige verktøy som hjelper til med å håndtere problemer med en høy mengde parallellitet.
- Denne prosessoren inkluderer et antall ALU-er som gjør at alle array-elementene kan behandles samtidig.
- Generelt er I/O-enhetene til dette prosessor-array-systemet svært effektive når det gjelder å levere de nødvendige dataene direkte til minnet.
- Den største fordelen med å bruke denne prosessoren med en rekke sensorer er et mindre fotavtrykk.
applikasjoner
De applikasjoner av array-prosessorer Inkluder følgende.
- Denne prosessoren brukes i medisinske og astronomiapplikasjoner.
- Disse er svært nyttige for taleforbedring.
- Disse brukes i ekkolodd og radar systemer.
- Disse er anvendelige i anti-jamming, seismisk leting og trådløs kommunikasjon .
- Denne prosessoren er koblet til en generell datamaskin for å forbedre datamaskinens ytelse innenfor aritmetiske beregningsoppgaver. Så den oppnår høy ytelse gjennom parallell behandling av flere funksjonelle enheter.
Dermed er dette en oversikt over en array-prosessor som har en spesifikk arkitektur for å håndtere numeriske arrays. Dette prosessoren er designet som en uavhengig enhet og den er koblet til en datamaskin via en intern buss eller I/O-port. ILLIAC IV-datamaskinen er den mest kjente SIMD-array-prosessoren som er designet av Burroughs Corporation . En array-prosessor og en vektorprosessor er begge de samme med en liten forskjell. Forskjellen mellom disse to prosessorene er; en vektorprosessor bruker flere vektorpipelines, men en matriseprosessor bruker et nei. av prosesseringselementer for å fungere parallelt. Her er et spørsmål til deg, hva er en prosessor ?
