Szisztolikus szerkezetek
Az asszociatív processzor (AP) - Ez az asszociatív memória, amely lehetővé teszi a párhuzamos felvétel minden sejtje, melyet rögzített megállapodás asszociatív jellemzőit. Az AP funkciója, amelyet többszörös rögzítésnek neveznek, az asszociatív processzor első különbsége a hagyományos asszociatív memóriától. Az adatok olvasása és írása a tárolási tömb két szeletén végezhető el - vagy ugyanannak a szónak az összes bitje vagy az összes szó ugyanaz része. Ha egy szelet egyes bitjeit el kell különíteni, akkor a felesleges pozíciók elfedhetők. Minden jegy vágott AP felszerelt saját processzorral elemet, amely információt az olvasás és írás, hogy tegyék meg a szükséges adatfeldolgozást, vagyis párhuzamosan a műveleteket végrehajtó aritmetikai kívül, kereső, valamint versenyez számos jellemzője mátrix V
Asszociatív repülőgépek - a SIMD osztályú repülőgépek, amelyek asszociatív processzoron alapulnak. Így az asszociatív Sunok n processzor elemei a PE (függőleges bitszelet memória), általában szekvenciális bit-by-bit feldolgozás mindegyik memóriacellához. A műveletet egyidejűleg mindenki végzi. Az elemi szekvenciális PE egésze vagy egy része szinkron módon végezhet műveleteket az összes sejtre vagy egy kiválasztott asszociatív memória szavakra.
Az asszociatív légijárművek egyik példája a Goodyear Aerospace Corporation által 1972-ben kifejlesztett STARAN rendszer.
A von Neumann gépekben a memóriából olvasott adatokat a feldolgozóelemben egyszer feldolgozzák, majd újra visszakerülnek a memóriába. A szisztolikus struktúrákban az adatok az úton, a memóriából a visszahúzódásig, a lehető legtöbb PE-n keresztül haladnak keresztül.
Ha párhuzamot húzunk a fiziológiában, akkor a szisztolák a hajók és a szív rendszeréhez hasonlítanak, amely folyamatosan véráramlást küld a szervezet összes artériájára, hajójára és kapillárisaira.
A szisztolikus rendszerek nagyon speciális kalkulátorok, és főként egy adott feladathoz vannak előállítva. Tény, hogy a probléma az építési szisztolés számológép hardver konstrukció csökkenti a szállítószalag kellően nagy idő megszerzése az eredmény (azaz a nagy számú szakasz), de viszonylag kevés idő telik el a kiadását követő eredmények, mivel jelentős számú közbenső értékek feldolgozása különböző szakaszaiban a gázvezeték.
Vegyünk például egy olyan szisztolikus szerkezetet, amely végrehajtja a mátrixok vektorszorzási folyamatát. A rendszer alapja két xi és yj adatfolyam egymás felé történő ritmikus áthaladása. Az egyes patakok egymást követő elemeit egyetlen időperiódus választja el egymástól, hogy bármelyikük találkozhasson a közelgő stream bármely elemével. A számításokat végzünk párhuzamosan feldolgozó elem, amelyek mindegyike végre egy lépés a működését skalár szorzata kiszámítására (IPS, Belső termék lépés) és az úgynevezett IPS-elem.
Az uvx értéke. bemenet a PE bemenetére, összegzésre kerül a xin és az avx bemeneti értékek termékével. Az eredmény a PE-ból származik. Az xBx értéke. Ezenkívül az ezt követő későbbi felhasználáshoz a tömb többi részét változás nélkül át kell fordítani a PE-re, és x-ben kell hagyni.
Az IPS-elem funkcionális diagramja
Vektoros mátrixszorzási folyamat
A szisztolés szerkezet olyan feldolgozóelemek homogén számítási környezetét képezi, amely egyesíti a szállítószalag és a mátrix feldolgozás tulajdonságait, és a következő tulajdonságokkal rendelkezik:
- a szisztolikus szerkezetek számítási folyamata folyamatos és rendszeres adatátvitel az egyik PE-ből a számítás közbenső eredményeinek tárolása nélkül;
- a bemeneti adatok mindegyik elemét egy alkalommal választják ki a memóriából, és az algoritmushoz szükséges többször használják, az adatbevitel az extrém PE mátrixokra történik;
- a PE szisztolikus struktúra kialakítása ugyanolyan típusú, és mindegyik lehet kevésbé univerzális, mint a hagyományos többprocesszoros rendszerek feldolgozói;
- az adatáramok és a vezérlőjelek szabályszerűsége, amely lehetővé teszi a PE összekapcsolását a minimális hosszúságú helyi összeköttetésekkel;
- A működési algoritmusok lehetővé teszik a párhuzamosság kombinálását a csővezetékes adatfeldolgozással;
a mátrix teljesítménye javítható bizonyos számú PE-k hozzáadásával, és a termelékenység növekedési együttható lineáris.
Jelenleg a szisztolés processzorok teljesítménye körülbelül 1000 milliárd operáció / s.