スーパーコンピューターは、消費者に巨大な計算能力を与えるアーキテクチャ、リソース、およびコンポーネントを含む非常に強力なコンピューターです。スーパーコンピュータには多数の プロセッサ 毎秒数百万または数十億の計算を実行します。したがって、これらのコンピューターは数秒で多数のタスクを実行できます。 1 台のように連携して動作するクラスター コンピューターを密に接続した 3 種類のスーパーコンピューターがあります。一般的なコンピューターは、低遅延で高帯域幅の LAN に接続でき、最終的にはアレイ プロセッサまたはベクトルに依存するベクトル処理コンピューターに接続できます。配列プロセッサは、さまざまなデータ要素に対して数学演算を実行するのに役立つ CPU のようなものです。最も有名なアレイ プロセッサは、Burroughs Corporation によって設計された ILLIAC IV コンピュータです。この記事では、 アレイ プロセッサ – 作業、種類、用途。
アレイ プロセッサとは
膨大なデータ配列に対してさまざまな計算を実行するために使用されるプロセッサは、配列プロセッサと呼ばれます。このプロセッサに使用されるその他の用語は、ベクトル プロセッサまたはマルチプロセッサです。このプロセッサは、データの配列に対して一度に 1 つの命令のみを実行します。これらのプロセッサは、膨大なデータ セットを処理して計算を実行します。そのため、主にコンピューターのパフォーマンスを向上させるために使用されます。
アレイ プロセッサのアーキテクチャ
アレイ プロセッサには、すべてのアレイ要素を一緒に処理できるようにする多数の ALU (Arithmetic Logic Unit) が含まれています。プロセッサ内の各 ALU には、プロセッシング エレメントまたは PE と呼ばれるローカル メモリが用意されています。このプロセッサのアーキテクチャを以下に示します。このプロセッサを使用することにより、制御ユニットを介して単一の命令が発行され、その命令が多数のデータセットに同時に適用されます。単一の命令を使用することにより、データの配列に対して同様の操作が実行されるため、ベクトル計算に適しています。
配列処理アーキテクチャは、2 次元配列または行列として知られています。このアーキテクチャは、2 次元プロセッサによって実装されます。このプロセッサでは、CPU が 1 つの命令を発行し、その後、no に適用されます。データの同時。このアーキテクチャは主に、すべてのデータ セットが同様の命令で動作するという事実に依存しますが、これらのデータ セットが相互に依存している場合、並列処理を適用することはできません。したがって、これらのプロセッサは、命令全体と比較して効率的に貢献し、処理速度を向上させます。
アレイプロセッサの働き
配列プロセッサには、主に数値の配列を処理するために設計されたアーキテクチャがあります。このプロセッサ アーキテクチャには、同時に動作する多数のプロセッサが含まれており、それぞれが 1 つの配列要素を処理するため、1 つの操作がすべての配列要素に並列に適用されます。従来のプロセッサ内で同じ効果を得るには、操作をすべての配列要素に順番に、さらにゆっくりと適用する必要があります。
このプロセッサは、内部バスまたは I/O ポートを介してメイン コンピュータに接続された自己完結型のユニットです。このプロセッサは、命令処理の全体的な速度を向上させます。これらのプロセッサは、ホスト CPU とは非同期に動作して、システム全体の容量を向上させます。このプロセッサは、高レベルの並列処理で問題を処理する非常に強力なツールです。
アレイ プロセッサの種類
アレイ プロセッサには次の 2 種類があります。以下で説明するSIMDと添付されています。
接続されたアレイ プロセッサ
付属のアレイプロセッサのような補助プロセッサを以下に示します。このプロセッサは、数値計算タスク内のマシンのパフォーマンスを向上させるためにコンピュータに接続するだけです。このプロセッサは、メインとローカルの両方のメモリが接続されている I/O インターフェイスとローカル メモリ インターフェイスを介して汎用コンピュータに接続されています。このプロセッサは、複数の機能ユニットによる並列処理によって高いパフォーマンスを実現します。
SIMD アレイ プロセッサ
SIMD (「Single Instruction and Multiple Data Stream」) プロセッサは、並列で動作する複数の処理ユニットを備えたコンピュータです。これらのプロセッシング ユニットは、共通制御ユニット (CCU) の管理下で、同期の際に同じ動作を実行します。 SIMD プロセッサには、各 PES がローカル メモリを持つ同一の PE (プロセッシング エレメント) のセットが含まれます。
このプロセッサには、マスター コントロール ユニットとメイン メモリが含まれています。プロセッサ内のマスタ制御ユニットは、処理要素の動作を制御します。また、命令をデコードし、命令の実行方法を決定します。そのため、命令がプログラム制御またはスカラーの場合、マスター制御ユニットで直接実行されます。メインメモリは主にプログラムを格納するために使用されますが、すべての処理ユニットはローカルメモリに格納されているオペランドを使用します。
利点
アレイ プロセッサの利点には、次のようなものがあります。
- アレイ プロセッサは、命令全体の処理速度を向上させます。
- これらのプロセッサはホスト CPU とは非同期で実行されるため、システム全体の処理能力が向上します。
これらのプロセッサには、システムに追加のメモリを提供する独自のローカル メモリが含まれています。そのため、アドレス空間や物理メモリが限られているシステムにとって、これは重要な考慮事項です。 - これらのプロセッサは、膨大なデータ配列に対して単純に計算を実行します。
- これらは、大量の並列処理で問題を処理するのに役立つ非常に強力なツールです。
- このプロセッサには、すべての配列要素を同時に処理できる多数の ALU が含まれています。
- 一般に、このプロセッサ アレイ システムの I/O デバイスは、必要なデータをメモリに直接供給するのに非常に効率的です。
- このプロセッサをさまざまなセンサーで使用する主な利点は、設置面積が小さいことです。
アプリケーション
の アレイ プロセッサのアプリケーション 以下のものが含まれます。
- このプロセッサは、医療および天文学のアプリケーションで使用されます。
- これらは、スピーチの改善に非常に役立ちます。
- これらはソナーで使用され、 レーダー システム。
- これらは、妨害防止、地震探査、および 無線通信 .
- このプロセッサは、算術計算タスク内でのコンピューターのパフォーマンスを向上させるために、汎用コンピューターに接続されます。そのため、複数の機能ユニットによる並列処理によって高いパフォーマンスを実現します。
したがって、これは、数値配列を処理するための特定のアーキテクチャを持つ配列プロセッサの概要です。この プロセッサが設計されています 独立したユニットとして、内部バスまたは I/O ポートを介してコンピュータに接続されます。 ILLIAC IV コンピューターは、Burroughs Corporation によって設計された最も有名な SIMD アレイ プロセッサです。 .配列プロセッサとベクトル プロセッサはどちらも同じですが、わずかな違いがあります。これら 2 つのプロセッサの違いは次のとおりです。ベクトル プロセッサは複数のベクトル パイプラインを使用しますが、アレイ プロセッサは 1 つも使用しません。並行して動作する処理要素の数。ここであなたに質問があります。 プロセッサー ?
