Система с информация конвейер 1 страница

При обсъждането на начините за паралелна обработка, се отбелязва, че един от начините е просто начин на конвейер. Има два вида на конвейера: газопровода инструкция и тръбопровод за данни. Първо се появи и веднага намери широко приложение конвейерни команди. Почти всички съвременни компютри използват този принцип лечението. Заедно с това, много компютърни системи използват и тръбопроводния данни. Комбинацията от тези два конвейери може да се постигне много висока производителност, особено ако няколко процесора могат да работят едновременно и независимо един от друг. Този подход се използва при изграждането на днешните повечето системи с висока производителност.

Не можем да пренебрегнем чужди компютърни системи от този клас, като например IBM 360/370. Памет с произволен достъп - RAM, команден процесор, устройството за управление - процесори за извършване на плаваща запетая, фиксирана точка и десетична аритметика работят едновременно и независимо един от друг. Подобно на BESM-6, наречена RAM построен в модулна система

Процесори работят на 32-битови или 64-битови думи или числа. В генерализирана структура на системата, представена на Фигура 4.1.

Транспортни процесори, които не винаги са настроени с конкретна операция. Най-често те са направени многофункционални,

въвеждане на редица сегменти, които реализират пълния набор от операции, както и в зависимост от операциите, извършвани от целия път на конвейера се коригира съответно.

От общия брой на конвейерни системи не могат да игнорират CRAY система, която се появява в средата на 70-те години на миналия век. След известно време, системата е станал известен като един от най-бързите суперкомпютри в света. Той се използва, за да се максимизира и двата вида конвейери: инструкция за газопроводи и тръбопроводи аритметични и логически операции.

Схематично CRAY архитектура е показана на Фигура 4.2. Там се прилага комбинирана обработка на информация на няколко устройства. Което позволява да се постигне много висока производителност на системата - до 250 милиона инструкции в секунда при решаване на научни и инженерни проблеми ..

toryh всеки може да съдържа стойности на векторите 64, където векторът се състои от 64 елемента (помни вектор представяне на броя в двоична форма). времето за достъп до отделен регистър е доста малък и се намира само на 6 НЧ. Фигурата показва, че между RAM. А, S- и V-регистри в системата има две допълнителни групи: в регистрите на 24-битови и 64-битови Т-регистри. Този брой регистри позволява поточна процесори да работят при възможно най-висока скорост за тях, с малко или без да прибягва до RAM. Операндите идват от регистъра, както и резултатите от операциите са изпратени до регистрите. Системата има и друга иновация - благодарение регистри, процесори веригата на транспортьора може да се свърже, а след това полученият резултат от един процесор, променливата вход е тръбопровод друга процесора.

Системата е универсален операции, но вместо да се раздели на операция за изчисляване на стойността на обратна връзка. Брой сделки - 128. Инструкциите могат да бъдат в два формата - 16-битови и 32.

Входно-изходна информация през канала 24, които са разпределени в четири групи, на които част работи само с резултати, а другата част само на входа. Информацията за вход и изход е представена в две байт последователности.

Операционната система осигурява обработка multiprogramming задачи 63-а, е оптимизиране компилатор от FORTRAN признават цикли, макро асемблер, библиотеката на стандартни програми, товарач, както и други средства.

Всички по-горе дава CRAY производителност на системата

По-рано, на определението за компютърна система е дадено. Тук ще разгледаме най-интересните структури на този тип системи и да започнем да го правим с матрични системи. На пръв поглед, организацията на матрични системи е съвсем проста. Системата обикновено съдържа 2 N на обработка устройства (често наричани обработващи елементи - РЕ), свързани в устройство за матрица и общ контрол. Процесор елементи, работещи паралелно и независимо, се обработва в съответствие със същите команди, всяка своя поток от данни. Характер на връзката между обработващите елементи може да се променя, както и естеството на взаимодействието им. Това в крайна сметка определя различните свойства на системите. Матрицата системи са клас SIMD и е най-подходящ за посрещане на предизвикателствата, Функциите-rizuyuschihsya паралелни независими предмети или паралели

Информация изъм. Един пример за прилагането на тази архитектура е широко известен ILLIAC-IV система, разработена от Университета на Илинойс (САЩ) и произведени от "Бъроуз" през 1974. Беше почти първите продажби на матричната система. ILLIAC-IV дизайн система, показана на Фиг. 4.3.

Проектът предвижда, че системата ще има 256 процесорни елементи, разделени в четири групи - квадранта: 64 процесор. Всеки квадрант трябва да се управлява от неговия специален контрол процесор (CP) и системата като цяло - централен контрол процесор (МКЦ). Въпреки това, поради някои технически трудности с изпълнението на RAM интегрални схеми и свързани с икономическите проблеми на проекта се реализира в съкратен сума. Системата е изградена и пусната в експлоатация с капацитет от 200 милиона квадрант. Операции в секунда. И в продължение на много години той е смятан за най-високите в света.

Системата се оказа доста интересна и може да се каже, оригинален. Обработка на елементи, свързани и образуват матрица 8x8 (фиг. 4.4).

Моля, имайте предвид обработка схема елементи връзка, за да го сравни с представения по-нататък в текста изчислителни матрица. Всеки PE е свързано с четири други PE. Когато такъв трансфер на данни връзка между всеки два процесора извършва не повече от 7 цикли (стъпки). Всеки PE е оборудвана със собствена RAM и комуникира с външната среда, работи 64-битови думи (номера), и изпълнява универсален набор от операции.

скоростта на процесора е достатъчно висока. Например, операция на добавяне се извършва за 240 NS, и размножаване на

400 НС. по този начин, процесорът извършване средно 3 Mill. в секунда, и следователно производителността на системата равно 3h64 = 200 Mill. секунда.