En superdator är en mycket kraftfull dator som inkluderar arkitektur, resurser & komponenter som ger en enorm datorkraft till konsumenten. En superdator innehåller också ett stort antal processorer som utför miljontals eller miljarder beräkningar varje sekund. Så dessa datorer kan utföra många uppgifter på några sekunder. Det finns tre typer av superdatorer tätt sammankopplade klusterdatorer som fungerar tillsammans som en enda enhet. Varudatorer kan ansluta till LAN med låg latens och hög bandbredd och slutligen vektorbehandlingsdatorer som är beroende av en eller flera array-processorer. En array-processor är som en CPU som hjälper till att utföra matematiska operationer på olika dataelement. Den mest kända array-processorn är ILLIAC IV-datorn som är designad av Burroughs Corporation. Den här artikeln diskuterar en översikt av en array-processor – arbete, typer och applikationer.
Vad är Array Processor?
En processor som används för att utföra olika beräkningar på en enorm mängd data kallas en arrayprocessor. De andra termerna som används för denna processor är vektorprocessorer eller multiprocessorer. Denna processor utför endast en instruktion åt gången på en uppsättning data. Dessa processorer arbetar med enorma datamängder för att utföra beräkningar. Så de används främst för att förbättra prestanda hos datorer.
Array-processorarkitektur
En arrayprocessor inkluderar ett antal ALU:er (Aritmetic Logic Units) som gör att alla arrayelementen kan bearbetas tillsammans. Varje ALU i processorn är försedd med lokalt minne som är känt som ett Processing Element eller PE. Arkitekturen för denna processor visas nedan. Genom att använda denna processor, utfärdas en enda instruktion genom en kontrollenhet och den instruktionen appliceras helt enkelt på ett antal datamängder samtidigt. Genom att använda en enda instruktion utförs en liknande operation på en uppsättning data, vilket gör den lämplig för vektorberäkningar.
Arraybehandlingsarkitekturen är känd som en 2-dimensionell array eller matris. Denna arkitektur implementeras av den tvådimensionella processorn. I den här processorn utfärdar processorn en enda instruktion och efter det appliceras den på ett nej. av data samtidigt. Denna arkitektur beror främst på det faktum att alla datamängder fungerar på liknande instruktioner, men om dessa datamängder är beroende av varandra är det inte möjligt att tillämpa parallell bearbetning. Således bidrar dessa processorer effektivt och förbättrar bearbetningshastigheten jämfört med hela instruktionerna.
Arbete med Array-processor
En arrayprocessor har en arkitektur huvudsakligen utformad för att bearbeta arrayer av tal. Denna processorarkitektur innehåller ett antal processorer som arbetar samtidigt, var och en hanterar ett arrayelement, så att en enda operation appliceras på alla arrayelementen parallellt. För att få samma effekt inom en konventionell processor bör operationen appliceras på varje arrayelement sekventiellt och mycket långsammare.
Denna processor är en fristående enhet ansluten till huvuddatorn via en intern buss eller en I/O-port. Denna processor ökar den totala hastigheten för instruktionsbearbetning. Dessa processorer arbetar asynkront från värdprocessorn för att förbättra den totala systemkapaciteten. Denna processor är ett mycket kraftfullt verktyg som hanterar problem med en hög nivå av parallellitet.
Typer av Array-processor
Det finns två typer av arrayprocessorer som; bifogad och SIMD som diskuteras nedan.
Bifogad Array-processor
Den extra processorn som den anslutna array-processorn visas nedan. Denna processor är helt enkelt ansluten till en dator för att förbättra prestandan hos en maskin inom numeriska beräkningsuppgifter. Denna processor är ansluten till General Purpose Computer via ett I/O-gränssnitt och ett lokalt minnesgränssnitt där både minnena som huvud- och lokalminnen är anslutna. Denna processor uppnår hög prestanda genom parallell bearbetning av flera funktionella enheter.
SIMD Array-processor
SIMD-processorer (‘Single Instruction and Multiple Data Stream’) är en dator med flera processorenheter som arbetar parallellt. Dessa behandlingsenheter utför samma operation vid synkronisering under övervakning av den gemensamma styrenheten (CCU). SIMD-processorn inkluderar en uppsättning identiska PEs (bearbetningselement) där varje PES har ett lokalt minne.
Denna processor inkluderar en huvudstyrenhet och ett huvudminne. Huvudstyrenheten i processorn styr driften av bearbetningselementen. Och även avkodar instruktionen och bestämmer hur instruktionen exekveras. Så om instruktionen är programstyrning eller skalär så exekveras den direkt i huvudstyrenheten. Huvudminnet används huvudsakligen för att lagra programmet medan varje bearbetningsenhet använder operander som är lagrade i dess lokala minne.
Fördelar
Fördelarna med en arrayprocessor inkluderar följande.
- Array-processorer förbättrar hela instruktionsbehandlingshastigheten.
- Dessa processorer körs asynkront från värdprocessorn och systemets totala kapacitet förbättras.
Dessa processorer inkluderar sitt eget lokala minne som ger extra minne till systemen. Så detta är en viktig faktor för systemen genom ett begränsat adressutrymme eller fysiskt minne. - Dessa processorer utför helt enkelt beräkningar på en enorm mängd data.
- Dessa är extremt kraftfulla verktyg som hjälper till att hantera problem med en hög grad av parallellitet.
- Denna processor inkluderar ett antal ALU:er som tillåter att alla arrayelement bearbetas samtidigt.
- Generellt är I/O-enheterna i detta processorsystem mycket effektiva när det gäller att leverera den erforderliga datan direkt till minnet.
- Den största fördelen med att använda denna processor med en rad sensorer är ett mindre fotavtryck.
Ansökningar
De tillämpningar av array-processorer inkluderar följande.
- Denna processor används i medicinska och astronomiapplikationer.
- Dessa är till stor hjälp vid talförbättring.
- Dessa används i ekolod och radar system.
- Dessa är tillämpliga i anti-jamming, seismisk utforskning och trådlös kommunikation .
- Denna processor är ansluten till en allmändator för att förbättra datorns prestanda inom aritmetiska beräkningsuppgifter. Så den uppnår hög prestanda genom parallell bearbetning av flera funktionella enheter.
Detta är alltså en översikt över en arrayprocessor som har en specifik arkitektur för att hantera numeriska arrayer. Detta processorn är designad som en oberoende enhet och den är ansluten till en dator via en intern buss eller I/O-port. ILLIAC IV-datorn är den mest kända SIMD-arrayprocessorn som är designad av Burroughs Corporation . En arrayprocessor och en vektorprocessor är båda desamma med en liten skillnad. Skillnaden mellan dessa två processorer är; en vektorprocessor använder flera vektorpipelines men en arrayprocessor använder ett nej. av bearbetningselement för att fungera parallellt. Här är en fråga till dig, vad är en processor ?
