En supercomputer er en meget kraftfuld computer, der inkluderer arkitektur, ressourcer og komponenter, der giver en enorm computerkraft til forbrugeren. En supercomputer indeholder også en lang række af processorer som udfører millioner eller milliarder af beregninger hvert sekund. Så disse computere kan udføre adskillige opgaver på få sekunder. Der er tre typer supercomputere tæt forbundne klyngecomputere, der arbejder sammen som en enkelt enhed. Commodity-computere kan oprette forbindelse til LAN'er med lav latency og høj båndbredde og endelig vektorbehandlingscomputere, som er afhængige af en array-processor eller vektorer. En array-processor er som en CPU, der hjælper med at udføre matematiske operationer på forskellige dataelementer. Den mest berømte array-processor er ILLIAC IV-computeren, som er designet af Burroughs Corporation. Denne artikel diskuterer en oversigt over en array-processor – arbejde, typer og applikationer.
Hvad er Array Processor?
En processor, der bruges til at udføre forskellige beregninger på et stort udvalg af data, kaldes en array-processor. De andre termer, der bruges til denne processor, er vektorprocessorer eller multiprocessorer. Denne processor udfører kun en enkelt instruktion ad gangen på en række data. Disse processorer arbejder med enorme datasæt til at udføre beregninger. Så de bruges hovedsageligt til at forbedre computerens ydeevne.
Array-processorarkitektur
En array-processor omfatter et antal ALU'er (Aritmetic Logic Units), som gør det muligt at behandle alle array-elementerne sammen. Hver ALU i processoren er forsynet med lokal hukommelse, der er kendt som et Processing Element eller PE. Arkitekturen af denne processor er vist nedenfor. Ved at bruge denne processor udsendes en enkelt instruktion gennem en kontrolenhed, og den instruktion anvendes simpelthen på et antal datasæt samtidigt. Ved at bruge en enkelt instruktion udføres en lignende operation på en række data, som gør den velegnet til vektorberegninger.
Array-behandlingsarkitekturen er kendt som et 2-dimensionelt array eller matrix. Denne arkitektur implementeres af den todimensionelle processor. I denne processor udsteder CPU'en en enkelt instruktion, og derefter anvendes den på et nej. af data samtidigt. Denne arkitektur afhænger hovedsageligt af, at alle datasæt arbejder efter lignende instruktioner, men hvis disse datasæt er afhængige af hinanden, er det ikke muligt at anvende parallel behandling. Disse processorer bidrager således effektivt og forbedrer behandlingshastigheden sammenlignet med hele instruktionerne.
Arbejde med Array Processor
En array-processor har en arkitektur, der hovedsageligt er designet til at behandle arrays af tal. Denne processorarkitektur indeholder et antal processorer, der arbejder samtidigt, som hver håndterer et array-element, således at en enkelt operation påføres alle array-elementerne parallelt. For at få den samme effekt inden for en konventionel processor, bør handlingen anvendes på hvert array-element sekventielt og meget langsommere.
Denne processor er en selvstændig enhed forbundet til hovedcomputeren via en intern bus eller en I/O-port. Denne processor øger den samlede hastighed af instruktionsbehandlingen. Disse processorer fungerer asynkront fra værts-CPU'en for at forbedre den samlede systemkapacitet. Denne processor er et meget kraftfuldt værktøj, der håndterer problemer med et højt niveau af parallelitet.
Typer af Array-processor
Der er to typer array-processor som; vedhæftet og SIMD, som diskuteres nedenfor.
Vedhæftet Array-processor
Hjælpeprocessoren som den tilsluttede array-processor er vist nedenfor. Denne processor er simpelthen forbundet til en computer for at forbedre ydeevnen af en maskine inden for numeriske beregningsopgaver. Denne processor er forbundet til den generelle computer via et I/O-interface og et lokalt hukommelsesinterface, hvor både hukommelserne som hoved- og lokalhukommelsen er forbundet. Denne processor opnår høj ydeevne gennem parallel behandling af flere funktionelle enheder.
SIMD Array-processor
SIMD-processorer ('Single Instruction and Multiple Data Stream') er en computer med flere processorenheder, der fungerer parallelt. Disse behandlingsenheder udfører den samme operation ved synkronisering under overvågning af den fælles kontrolenhed (CCU). SIMD-processoren inkluderer et sæt identiske PE'er (behandlingselementer), hvor hver PES har en lokal hukommelse.
Denne processor inkluderer en masterkontrolenhed og hovedhukommelse. Hovedkontrolenheden i processoren styrer driften af behandlingselementerne. Og afkoder også instruktionen og bestemmer, hvordan instruktionen udføres. Så hvis instruktionen er programstyring eller skalar, udføres den direkte i masterkontrolenheden. Hovedhukommelsen bruges hovedsageligt til at gemme programmet, mens hver behandlingsenhed bruger operander, der er gemt i dens lokale hukommelse.
Fordele
Fordelene ved en array-processor omfatter følgende.
- Array-processorer forbedrer hele instruktionsbehandlingshastigheden.
- Disse processorer kører asynkront fra værts-CPU'en, den samlede kapacitet af systemet er forbedret.
Disse processorer inkluderer deres egen lokale hukommelse, der giver ekstra hukommelse til systemer. Så dette er en vigtig overvejelse for systemerne gennem et begrænset adresserum eller fysisk hukommelse. - Disse processorer udfører simpelthen beregninger på et stort udvalg af data.
- Disse er ekstremt kraftfulde værktøjer, der hjælper med at håndtere problemer med en høj grad af parallelitet.
- Denne processor omfatter et antal ALU'er, der tillader, at alle array-elementerne behandles samtidigt.
- Generelt er I/O-enhederne i dette processor-array-system meget effektive til at levere de nødvendige data til hukommelsen direkte.
- Den største fordel ved at bruge denne processor med en række sensorer er et mindre fodaftryk.
Ansøgninger
Det applikationer af array-processorer omfatte følgende.
- Denne processor bruges i medicinske og astronomiapplikationer.
- Disse er meget nyttige til taleforbedring.
- Disse bruges i ekkolod og radar systemer.
- Disse er anvendelige til anti-jamming, seismisk udforskning og trådløs kommunikation .
- Denne processor er forbundet til en almindelig computer for at forbedre computerens ydeevne inden for aritmetiske beregningsopgaver. Så den opnår høj ydeevne gennem parallel behandling af flere funktionelle enheder.
Dette er således en oversigt over en array-processor, som har en specifik arkitektur til at håndtere numeriske arrays. Dette processor er designet som en selvstændig enhed, og den er forbundet til en computer via en intern bus eller I/O-port. ILLIAC IV-computeren er den mest berømte SIMD-array-processor, som er designet af Burroughs Corporation . En array-processor og en vektor-processor er begge de samme med en lille forskel. Forskellen mellem disse to processorer er; en vektorprocessor bruger flere vektorpipelines, men en arrayprocessor bruger et nej. af forarbejdningselementer til at arbejde parallelt. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en processor ?
