Содержание
- 2. Классификация вычислительных систем - часть 2 MISD (multiple instruction stream / single data stream) - множественный
- 3. Классификация вычислительных систем - часть 3 SIMD (single instruction stream / multiple data stream) - одиночный
- 4. Классификация вычислительных систем - часть 4 MIMD (multiple instruction stream / multiple data stream) - множественный
- 5. В SISD, как уже отмечалось, входят однопроцессорные последовательные компьютеры типа VAX 11/780. Однако, следует отметить, что
- 6. Недостатки классификации по Флину Предложенная схема классификации является наиболее применяемой при начальной характеристике той или иной
- 7. Альтернативная классификация. Все вычислительные системы в зависимости от способа обработки информации, заложенного в их архитектуру, можно
- 8. Недостатки и достоинства Недостатки предложенной классификации достаточно очевидны и связаны со способом вычисления ширины битового слоя
- 9. Вычислительные системы класса SIMD SIMD-системы были первыми вычислительными системами, состоящими из большого числа процессоров, и среди
- 10. Векторные и векторно-конвейерные вычислительные системы Векторный процессор – процессор, в котором операндами некоторых команд могут выступать
- 11. Матричные вычислительные системы Назначение матричных вычислительных систем во многом схоже с назначением векторных ВС — обработка
- 13. Скачать презентацию
Классификация вычислительных систем - часть 2
MISD (multiple instruction stream / single
Классификация вычислительных систем - часть 2
MISD (multiple instruction stream / single
Классификация вычислительных систем - часть 3
SIMD (single instruction stream / multiple
Классификация вычислительных систем - часть 3
SIMD (single instruction stream / multiple
Классификация вычислительных систем - часть 4
MIMD (multiple instruction stream / multiple
Классификация вычислительных систем - часть 4
MIMD (multiple instruction stream / multiple
В SISD, как уже отмечалось, входят однопроцессорные последовательные компьютеры типа VAX
В SISD, как уже отмечалось, входят однопроцессорные последовательные компьютеры типа VAX
Представителями класса SIMD считаются матрицы процессоров: ILLIAC IV, ICL DAP, Goodyear Aerospace MPP, Connection Machine 1. В таких системах единое управляющее устройство контролирует множество процессорных элементов. Каждый процессорный элемент получает от устройства управления в каждый фиксированный момент времени одинаковую команду и выполняет ее над своими локальными данными. В этот же класс можно включить классические процессорные матрицы и векторно-конвейерные машины, например, CRAY-1. В этом случае каждый элемент вектора надо рассматривать как отдельный элемент потока данных.
Класс MIMD чрезвычайно широк, поскольку включает в себя всевозможные мультипроцессорные системы: Cm*, C.mmp, Denelcor HEP, BBN Butterfly, Intel Paragon, CRAY T3D и многие другие. Интересно то, что если конвейерную обработку рассматривать как выполнение множества команд (операций ступеней конвейера) не над одиночным векторным потоком данных, а над множественным скалярным потоком, то все рассмотренные выше векторно-конвейерные компьютеры можно расположить и в данном классе.
Недостатки классификации по Флину
Предложенная схема классификации является наиболее применяемой при
Недостатки классификации по Флину
Предложенная схема классификации является наиболее применяемой при
Однако такой классификации присущи некоторые недостатки. В частности, некоторые архитектуры, например dataflow и векторно-конвейерные машины, четко не вписываются в данную классификацию.
Другой недостаток - это чрезмерная заполненность класса MIMD. Необходимо средство, более избирательно систематизирующее архитектуры, которые по Флинну попадают в один класс, но совершенно различны по числу процессоров, природе и топологии связи между ними, по способу организации памяти и, конечно же, по технологии программирования.
Недостатком можно считать также наличие пустого класса (MISD).
Альтернативная классификация.
Все вычислительные системы в зависимости от способа обработки информации,
Альтернативная классификация.
Все вычислительные системы в зависимости от способа обработки информации,
Разрядно-последовательные пословно-последовательные (n=m=1). В каждый момент времени такие компьютеры обрабатывают только один двоичный разряд. Представителем данного класса служит давняя система MINIMA с естественным описанием (1,1).
Разрядно-параллельные пословно-последовательные (n > 1 , m = 1). Большинство классических последовательных компьютеров, принадлежит к данному классу: IBM 701 с описанием (36,1), PDP-11 (16,1), IBM 360/50 и VAX 11/780 - с описанием (32,1).
Разрядно-последовательные пословно-параллельные (n = 1 , m > 1). Как правило, вычислительные системы данного класса состоят из большого числа одноразрядных процессорных элементов, каждый из которых может независимо от остальных обрабатывать свои данные. Типичными примерами служат STARAN (1, 256) и MPP (1,16384) фирмы Goodyear Aerospace, прототип известной системы ILLIAC IV компьютер SOLOMON (1, 1024) и ICL DAP (1, 4096).
Разрядно-параллельные пословно-параллельные (n > 1, m > 1). Большая часть существующих параллельных вычислительных систем, обрабатывая одновременно mn двоичных разрядов, принадлежит именно к этому классу: ILLIAC IV (64, 64), TI ASC (64, 32), C.mmp (16, 16), CDC 6600 (60, 10), BBN Butterfly GP1000 (32, 256).
Недостатки и достоинства
Недостатки предложенной классификации достаточно очевидны и связаны со
Недостатки и достоинства
Недостатки предложенной классификации достаточно очевидны и связаны со
По существу, не обозначается никакого различия между совершенно разными вычислительными системами (процессорными матрицами, векторно-конвейерными и многопроцессорными системами).
Не определяется важное обстоятельство - за счет чего компьютер может одновременно обрабатывать более одного слова: множественности функциональных устройств, реализации в них конвейеров или же какого-то числа независимых процессоров. Если в системе N независимых процессоров имеют каждый по F конвейерных функциональных устройств с длиной конвейера L, то для вычисления ширины битового слоя надо просто найти произведение данных характеристик.
Однако достоинством такой классификации является введение единой числовой метрики для всех типов вычислительных систем, которая вместе с другими характеристиками позволяет сравнить любые две системы между собой.
Вычислительные системы класса SIMD
SIMD-системы были первыми вычислительными системами, состоящими из большого
Вычислительные системы класса SIMD
SIMD-системы были первыми вычислительными системами, состоящими из большого
Как отмечалось ранее, к классу SIMD относятся вычислительные системы, где множество элементов данных подвергается параллельной, но однотипной обработке. В SIMD-системах имеется одно устройство управления, обеспечивающее последовательное выполнение команд программы. На стадии выполнения общая команда транслируется множеству процессоров (в простейшем случае — АЛУ), каждый из которых обрабатывает свои данные.
В настоящее время принято считать, что класс SIMD составляют векторные (векторно-конвейерные), матричные, систолические, вычислительные системы с командными словами сверхбольшой длины.
Векторные и векторно-конвейерные вычислительные системы
Векторный процессор – процессор, в котором операндами
Векторные и векторно-конвейерные вычислительные системы
Векторный процессор – процессор, в котором операндами
Векторный процессор может быть реализован в двух вариантах. В первом он представляет собой дополнительный блок к универсальной вычислительной машине (системе). Во втором – векторный процессор является как основой самостоятельной ВС.
Наиболее распространенными подходами к архитектуре средств векторной обработки являются:
конвейерное АЛУ;
массив АЛУ;
массив процессорных элементов (матричная ВС).
массив АЛУ
Матричные вычислительные системы
Назначение матричных вычислительных систем во многом схоже с назначением
Матричные вычислительные системы
Назначение матричных вычислительных систем во многом схоже с назначением
Между матричными и векторными системами есть существенная разница. Матричный процессор интегрирует множество идентичных функциональных блоков (ФБ), логически объединенных в матрицу и работающих в SIMD-стиле.
Не столь существенно, как конструктивно реализована матрица процессорных элементов — на едином кристалле или на нескольких. Важен сам принцип — ФБ логически скомпонованы в матрицу и работают синхронно, то есть присутствует только один поток команд для всех блоков.
Векторный процессор имеет встроенные команды для обработки векторов данных, что позволяет эффективно загрузить конвейер из функциональных блоков. В свою очередь, векторные процессоры проще использовать, потому что команды для обработки векторов — это более удобная для человека модель программирования, чем SIMD.