Изчислителни системи с неконвенционална архитектура

Хомогенни изчислителни структури (среди)

Хомогенните изчислителни структури или среди (OVS), като правило, принадлежат към типа MCMD и представляват правилна решетка от същия тип обработващи елементи (PE).

Всяко PE има алгоритмично пълен набор от операции, както и операции по обмен или взаимодействие с други PE. Например решетка с редовни процесорни връзки може да бъде както е показано на фиг. 9.1.

OBC се отнася до самолет с разпределена памет. Изпълнено на базата на микропроцесори.

От 1985 г. посоката на развитие на предавателите започва да се развива - в интегралната версия на съответния PE OVS. Тези. OVS в този случай е изграден като транспутерна мрежа .

Transputer - интегрирано (в един чип или кристал) семейство системни компоненти, които включват: процесор, таймер, памет, серийни I/O канали, външен RAM контролер.

Предавателят, заедно с езика за програмиране Occam (основният език за програмиране на предавателите), ви позволява да създавате самолети като MCMD.

Лесно е да се види, че значимостта на предавателите е значително намалена поради развитието на интеграция в конструкцията на микропроцесори, с развитието на техните функции. Видяхме, че съвременният микропроцесор значително надвишава онези функции, включително осигуряване на взаимодействие, които трябваше да бъдат внедрени в преобразувателя.

Изчислителните процеси могат да бъдат изградени на OVS съгласно различни схеми. Схемите с крайна разлика, обработка на изображения, геофизични проблеми, моделиране на поведението на околната среда (аеродинамични и хидродинамични проблеми) са добре приложени.

Схема за систолично изчисление. Това е конвейер, в който данните се обработват от "вълна" от една граница на OBC - вход към друга граница - изход. Един може да бъде последван от друга вълна и т.н. (фиг. 9.2). В този случай RVO е систолната матрица .

На фигурата: в първия цикъл на часовника се подават данните от задача 2 и задача 1 се решава от процесорите от първия ред на систолната матрица; в следващия цикъл задача 2 се решава от първо ниво, а задача 1 - от второ ниво на процесори, данните от задача 3 се подават на входа; на третото ниво се случва друга подобна смяна и т.н. Стрелките показват възможното движение на обработваната информация.

По-рано беше отбелязано, че всъщност конвейерите като част от многофункционални ALU се изграждат за всяка операция поотделно. Има тръбопроводи за събиране, умножение и т.н.

Схемата за систолично изчисление обаче дава възможност да се изгради универсален програмируем конвейер чрез настройване на всеки ред от матрицата на процесора за паралелно изпълнение на нивата на конвейера на различни операции в техния ред. Тоест операциите могат динамично да заредят систоличната диаграма, тъй като това се дължи на следните команди на изпълнената програма.

По този начин, в систоличната матрица на процесори, ориентирана към използването в ALU, паралелизацията "по дължина" се комбинира успешно с паралелизация "по ширина", както при решаване на произволен поток от задачи.

С помощта на OVS се реализира и самолет тип "хиперкуб" .

Същото може да се намери за n = 3 (Фигура 9.3, b), n = 4 (Фигура 9.3, c) и т.н.

Структурата на хиперкуба има важни свойства.

Процесорите формираха фрагмент от плоска решетка, за да приложат метода на крайната разлика (метод на мрежата). Процесорите се „търкалят“ върху областта, върху която е изградено решението, например проблемът с числената интеграция .