Een supercomputer is een zeer krachtige computer met architectuur, bronnen en componenten die de consument een enorme rekenkracht geeft. Een supercomputer bevat ook een groot aantal verwerkers die elke seconde miljoenen of miljarden berekeningen uitvoert. Deze computers kunnen dus binnen enkele seconden talloze taken uitvoeren. Er zijn drie soorten supercomputers, nauw met elkaar verbonden clustercomputers die samenwerken als een enkele eenheid. Commodity-computers kunnen verbinding maken met LAN's met lage latentie en hoge bandbreedte en tot slot vectorverwerkingscomputers die afhankelijk zijn van een array-processor of vectoren. Een array-processor is als een CPU die helpt bij het uitvoeren van wiskundige bewerkingen op verschillende gegevenselementen. De bekendste array-processor is de ILLIAC IV-computer die is ontworpen door de Burroughs Corporation. Dit artikel bespreekt een overzicht van een array-processor – werking, soorten & toepassingen.
Wat is een array-processor?
Een processor die wordt gebruikt om verschillende berekeningen uit te voeren op een enorme reeks gegevens, wordt een array-processor genoemd. De andere termen die voor deze processor worden gebruikt, zijn vectorprocessors of multiprocessors. Deze processor voert slechts één instructie tegelijk uit op een reeks gegevens. Deze processors werken met enorme datasets om berekeningen uit te voeren. Ze worden dus voornamelijk gebruikt om de prestaties van computers te verbeteren.
Array-processorarchitectuur
Een array-processor bevat een aantal ALU's (Arithmetic Logic Units) waarmee alle array-elementen samen kunnen worden verwerkt. Elke ALU in de processor is voorzien van lokaal geheugen dat bekend staat als een Processing Element of PE. De architectuur van deze processor wordt hieronder getoond. Door deze processor te gebruiken, wordt een enkele instructie uitgegeven via een besturingseenheid en wordt die instructie eenvoudigweg toegepast op een aantal datasets tegelijk. Door een enkele instructie te gebruiken, wordt een vergelijkbare bewerking uitgevoerd op een reeks gegevens, waardoor deze geschikt is voor vectorberekeningen.
De arrayverwerkingsarchitectuur staat bekend als een tweedimensionale array of matrix. Deze architectuur wordt geïmplementeerd door de tweedimensionale processor. In deze processor geeft de CPU een enkele instructie en daarna wordt deze toegepast op een nee. van gegevens tegelijkertijd. Deze architectuur hangt voornamelijk af van het feit dat alle datasets werken met vergelijkbare instructies, maar als deze datasets van elkaar afhankelijk zijn, is het niet haalbaar om parallelle verwerking toe te passen. Deze processors dragen dus efficiënt bij en verbeteren de verwerkingssnelheid in vergelijking met de volledige instructies.
Werking van arrayprocessor
Een array-processor heeft een architectuur die voornamelijk is ontworpen voor het verwerken van reeksen getallen. Deze processorarchitectuur bevat een aantal processors die gelijktijdig werken en die elk één array-element verwerken, zodat een enkele bewerking wordt toegepast op alle array-elementen parallel. Om hetzelfde effect te krijgen binnen een conventionele processor, moet de bewerking achtereenvolgens en veel langzamer op elk array-element worden toegepast.
Deze processor is een op zichzelf staande eenheid die is aangesloten op de hoofdcomputer via een interne bus of een I/O-poort. Deze processor verhoogt de algehele snelheid van instructieverwerking. Deze processors werken asynchroon vanaf de host-CPU om de algehele systeemcapaciteit te verbeteren. Deze processor is een zeer krachtige tool die problemen met een hoge mate van parallellisme aanpakt.
Soorten arrayprocessors
Er zijn twee soorten array-processors zoals; bijgevoegd en SIMD die hieronder wordt besproken.
Bijgevoegde array-processor
De hulpprocessor zoals de aangesloten array-processor wordt hieronder weergegeven. Deze processor wordt eenvoudig op een computer aangesloten om de prestaties van een machine binnen numerieke rekentaken te verbeteren. Deze processor is verbonden met de algemene computer via een I/O-interface en een lokale geheugeninterface waar zowel de geheugens als de hoofd- en de lokale zijn aangesloten. Deze processor bereikt hoge prestaties door parallelle verwerking door meerdere functionele eenheden.
SIMD Array-processor
SIMD-processors ('Single Instruction and Multiple Data Stream') is een computer met verschillende verwerkingseenheden die parallel werken. Deze verwerkingseenheden voeren dezelfde bewerking uit bij het synchroniseren onder supervisie van de gemeenschappelijke besturingseenheid (CCU). De SIMD-processor bevat een reeks identieke PE's (verwerkingselementen) waarbij elke PES een lokaal geheugen heeft.
Deze processor bevat een hoofdbesturingseenheid en hoofdgeheugen. De hoofdbesturingseenheid in de processor bestuurt de werking van de verwerkingselementen. En ook, decodeert de instructie en bepaalt hoe de instructie wordt uitgevoerd. Dus als de instructie programmabesturing of scalair is, wordt deze rechtstreeks in de hoofdbesturingseenheid uitgevoerd. Het hoofdgeheugen wordt voornamelijk gebruikt om het programma op te slaan, terwijl elke verwerkingseenheid operanden gebruikt die in het lokale geheugen zijn opgeslagen.
Voordelen
De voordelen van een array-processor zijn de volgende.
- Array-processors verbeteren de verwerkingssnelheid van de volledige instructie.
- Deze processors werken asynchroon vanaf de host-CPU, waardoor de algehele capaciteit van het systeem wordt verbeterd.
Deze processors bevatten hun eigen lokaal geheugen dat extra geheugen biedt aan systemen. Dit is dus een belangrijke overweging voor de systemen door een beperkte adresruimte of fysiek geheugen. - Deze processors voeren eenvoudigweg berekeningen uit op een enorme hoeveelheid gegevens.
- Dit zijn extreem krachtige tools die helpen bij het omgaan met problemen met een hoge mate van parallellisme.
- Deze processor bevat een aantal ALU's waarmee alle array-elementen gelijktijdig kunnen worden verwerkt.
- Over het algemeen zijn de I/O-apparaten van dit processor-array-systeem zeer efficiënt in het direct leveren van de vereiste gegevens aan het geheugen.
- Het belangrijkste voordeel van het gebruik van deze processor met een reeks sensoren is een kleinere voetafdruk.
toepassingen
De toepassingen van array-processors omvatten het volgende.
- Deze processor wordt gebruikt in medische en astronomische toepassingen.
- Deze zijn zeer nuttig bij spraakverbetering.
- Deze worden gebruikt in sonar en radar systemen.
- Deze zijn toepasbaar in anti-jamming, seismische exploratie & draadloze communicatie .
- Deze processor is verbonden met een algemene computer om de prestaties van de computer binnen rekenkundige taken te verbeteren. Het bereikt dus hoge prestaties door parallelle verwerking door verschillende functionele eenheden.
Dit is dus een overzicht van een arrayprocessor die een specifieke architectuur heeft om met numerieke arrays om te gaan. Deze bewerker is ontworpen als een onafhankelijke eenheid en is aangesloten op een computer via een interne bus of I/O-poort. De ILLIAC IV-computer is de bekendste SIMD-arrayprocessor die is ontworpen door de Burroughs Corporation . Een array-processor en een vectorprocessor zijn beide hetzelfde met een klein verschil. Het verschil tussen deze twee processors is; een vectorprocessor gebruikt verschillende vectorpijplijnen, maar een arrayprocessor gebruikt een nee. van verwerkingselementen om parallel te werken. Hier is een vraag voor u, wat is een verwerker ?
