Ang supercomputer ay isang napakalakas na computer na kinabibilangan ng arkitektura, mga mapagkukunan, at mga bahagi na nagbibigay ng malaking kapangyarihan sa pag-compute sa consumer. Ang isang supercomputer ay naglalaman din ng malaking bilang ng mga processor na nagsasagawa ng milyun-milyon o bilyun-bilyong pag-compute bawat segundo. Kaya ang mga computer na ito ay makakagawa ng maraming gawain sa loob ng ilang segundo. May tatlong uri ng mga supercomputer na mahigpit na nakakonekta sa mga cluster computer na nagtutulungan tulad ng isang yunit. Maaaring kumonekta ang mga commodity computer sa mababang latency at high-bandwidth na LAN at sa wakas ay mga vector processing computer na nakadepende sa array processor o vectors. Ang array processor ay tulad ng isang CPU na tumutulong sa pagsasagawa ng mga mathematical operations sa iba't ibang elemento ng data. Ang pinakasikat na array processor ay ang ILLIAC IV computer na idinisenyo ng Burroughs Corporation. Tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng isang processor ng array – pagtatrabaho, mga uri at aplikasyon.
Ano ang Array Processor?
Ang isang processor na ginagamit upang magsagawa ng iba't ibang mga pagkalkula sa isang malaking hanay ng data ay tinatawag na isang array processor. Ang iba pang mga terminong ginamit para sa processor na ito ay mga vector processor o multiprocessor. Ang processor na ito ay gumaganap lamang ng isang pagtuturo sa isang pagkakataon sa isang array ng data. Gumagana ang mga processor na ito sa malalaking set ng data upang magsagawa ng mga pagkalkula. Kaya, ang mga ito ay pangunahing ginagamit para sa pagpapahusay ng pagganap ng mga computer.
Array Processor Arkitektura
Kasama sa array processor ang ilang ALU (Arithmetic Logic Units) na nagbibigay-daan sa lahat ng elemento ng array na maproseso nang magkasama. Ang bawat ALU sa processor ay binibigyan ng lokal na memorya na kilala bilang Processing Element o PE. Ang arkitektura ng processor na ito ay ipinapakita sa ibaba. Sa pamamagitan ng paggamit ng processor na ito, ang isang pagtuturo ay ibinibigay sa pamamagitan ng isang control unit at ang pagtuturo na iyon ay inilalapat lamang sa isang bilang ng mga set ng data nang sabay-sabay. Sa pamamagitan ng paggamit ng isang pagtuturo, ang isang katulad na operasyon ay isinasagawa sa isang hanay ng data na ginagawang angkop para sa mga pagkalkula ng vector.
Ang array processing architecture ay kilala bilang 2-dimensional array o matrix. Ang arkitektura na ito ay ipinatupad ng dalawang-dimensional na processor. Sa processor na ito, nag-isyu ang CPU ng isang pagtuturo at pagkatapos nito, inilapat ito sa isang no. ng data nang sabay-sabay. Ang arkitektura na ito ay pangunahing nakasalalay sa katotohanan na ang lahat ng mga set ng data ay gumagana sa mga katulad na tagubilin, gayunpaman, kung ang mga set ng data na ito ay umaasa sa isa't isa, hindi ito makakamit na maglapat ng parallel processing. Kaya ang mga processor na ito ay nag-aambag nang mahusay at pinahusay ang bilis ng pagproseso kumpara sa buong mga tagubilin.
Paggawa ng Array Processor
Ang array processor ay may arkitektura na pangunahing idinisenyo para sa pagproseso ng mga array ng mga numero. Ang arkitektura ng processor na ito ay naglalaman ng isang bilang ng mga processor na gumagana nang sabay-sabay, bawat isa ay humahawak ng isang elemento ng array, upang ang isang solong operasyon ay inilapat sa lahat ng mga elemento ng array nang magkatulad. Upang makuha ang parehong epekto sa loob ng isang maginoo na processor, ang operasyon ay dapat na ilapat sa bawat elemento ng array nang sunud-sunod at mas mabagal.
Ang processor na ito ay isang self-contained unit na konektado sa pangunahing computer sa pamamagitan ng internal bus o isang I/O port. Pinapataas ng processor na ito ang pangkalahatang bilis ng pagproseso ng pagtuturo. Ang mga processor na ito ay gumagana nang asynchronous mula sa host CPU upang mapabuti ang pangkalahatang kapasidad ng system. Ang processor na ito ay isang napakalakas na tool na humahawak sa mga problema na may mataas na antas ng paralelismo.
Mga Uri ng Array Processor
Mayroong dalawang uri ng array processor tulad ng; kalakip at SIMD na tinatalakay sa ibaba.
Naka-attach na Array Processor
Ang auxiliary processor tulad ng naka-attach na array processor ay ipinapakita sa ibaba. Ang processor na ito ay konektado lamang sa isang computer para sa pagpapahusay ng pagganap ng isang makina sa loob ng mga numerical computational na gawain. Ang processor na ito ay konektado sa General Purpose Computer sa pamamagitan ng isang I/O interface at isang lokal na memory interface kung saan ang parehong mga memory tulad ng pangunahing at ang lokal ay konektado. Nakakamit ng processor na ito ang mataas na performance sa pamamagitan ng parallel processing ng maramihang functional units.
SIMD Array Processor
Ang mga processor ng SIMD ('Single Instruction and Multiple Data Stream') ay isang mga computer na may ilang unit ng pagpoproseso na gumagana nang magkatulad. Ang mga processing unit na ito ay gumaganap ng parehong operasyon sa pag-synchronize sa ilalim ng pangangasiwa ng common control unit (CCU). Ang SIMD processor ay may kasamang isang set ng magkaparehong PE (processing elements) kung saan ang bawat PES ay may lokal na memorya.
Kasama sa processor na ito ang isang master control unit at pangunahing memorya. Kinokontrol ng master control unit sa processor ang pagpapatakbo ng mga elemento ng pagproseso. At gayundin, nagde-decode ng pagtuturo at tinutukoy kung paano isinasagawa ang pagtuturo. Kaya, kung ang pagtuturo ay kontrol ng programa o scalar pagkatapos ito ay direktang isinasagawa sa master control unit. Ang pangunahing memorya ay pangunahing ginagamit upang iimbak ang programa habang ang bawat yunit ng pagpoproseso ay gumagamit ng mga operand na nakaimbak sa lokal na memorya nito.
Mga kalamangan
Ang mga pakinabang ng isang array processor ay kinabibilangan ng mga sumusunod.
- Pinapabuti ng mga processor ng array ang buong bilis ng pagproseso ng pagtuturo.
- Ang mga processor na ito ay tumatakbo nang asynchronous mula sa host CPU ang pangkalahatang kapasidad ng system ay napabuti.
Kasama sa mga processor na ito ang kanilang sariling lokal na memorya na nagbibigay ng dagdag na memorya sa mga system. Kaya ito ay isang mahalagang pagsasaalang-alang para sa mga system sa pamamagitan ng isang limitadong espasyo ng address o pisikal na memorya. - Ang mga processor na ito ay nagsasagawa lamang ng mga pagkalkula sa isang malaking hanay ng data.
- Ang mga ito ay napakalakas na mga tool na makakatulong sa paghawak ng mga problema na may mataas na halaga ng paralelismo.
- Kasama sa processor na ito ang ilang ALU na nagpapahintulot sa lahat ng elemento ng array na maproseso nang sabay-sabay.
- Sa pangkalahatan, ang mga I/O device ng processor-array system na ito ay napakahusay sa pagbibigay ng kinakailangang data sa memorya nang direkta.
- Ang pangunahing bentahe ng paggamit ng processor na ito na may isang hanay ng mga sensor ay isang slighter footprint.
Mga aplikasyon
Ang mga aplikasyon ng mga processor ng array isama ang mga sumusunod.
- Ang processor na ito ay ginagamit sa mga medikal at astronomiya na aplikasyon.
- Malaking tulong ang mga ito sa pagpapabuti ng pagsasalita.
- Ang mga ito ay ginagamit sa sonar at radar mga sistema.
- Naaangkop ang mga ito sa anti-jamming, seismic exploration at linyang walang kable .
- Ang processor na ito ay konektado sa isang pangkalahatang layunin na computer upang pahusayin ang pagganap ng computer sa loob ng mga arithmetic computational na gawain. Kaya't nakakamit nito ang mataas na pagganap sa pamamagitan ng parallel processing ng ilang functional units.
Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng isang array processor na may partikular na arkitektura upang harapin ang mga numerical array. Ito Idinisenyo ang processor bilang isang independiyenteng yunit at ito ay konektado sa isang computer sa pamamagitan ng panloob na bus o I/O port. Ang ILLIAC IV computer ay ang pinakasikat na SIMD array processor na idinisenyo ng Burroughs Corporation . Parehong pareho ang array processor at vector processor na may kaunting pagkakaiba. Ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang processor na ito ay; ang isang vector processor ay gumagamit ng ilang vector pipeline ngunit ang isang array processor ay gumagamit ng isang no. ng mga elemento ng pagproseso upang gumana nang magkatulad. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang a processor ?
