Dicționar de termeni în colecția "Sisteme informatice"
Sisteme de calcul cu structură sistolică
Sinonime: Sisteme computerizate cu structură sistolică; Sisteme de calcul sistolice;
Sistemele computerizate sistolice sunt sisteme ale clasei SIMD, principiul principal fiind acela că toate datele care trec în mod regulat și ritmic prin matrice sunt utilizate în mod repetat. Acest lucru vă permite să îmbunătățiți în mod semnificativ eficiența și să obțineți performanțe computationale ridicate prin paralelizarea calculelor și prin reducerea schimbului de sisteme sistolice cu dispozitive externe.
Astfel, structura sistolică este un mediu omogen de calcul al elementelor de procesare care combină proprietățile transportorului cu matricea și are următoarele caracteristici:- procesul computațional în structurile sistolice este un transfer continuu și regulat de date de la un PE la altul fără stocarea rezultatelor intermediare ale calculului;
- fiecare element al datelor de intrare este selectat din memorie o dată și este utilizat de câte ori este necesar de către algoritm, introducerea datelor este efectuată la matricile extreme PE;
- formând o structură sistolică PE sunt de același tip și fiecare dintre ele poate fi mai puțin universală decât procesoarele sistemelor convenționale multiprocesoare. Tipul PE este ales în funcție de scopul matricei sistolice și structura relațiilor spațiale (cele mai comune elemente de procesor sunt axate pe multiplicare cu acumulare);
- fluxurile de date și semnalele de control au o regularitate, ceea ce face posibilă combinarea PE cu legături locale de lungime minimă;
- Algoritmii de operare vă permit să combinați paralelismul cu procesarea datelor prelucrată;
- performanța matricei poate fi îmbunătățită prin adăugarea unui anumit număr de PE la aceasta, iar coeficientul de creștere a productivității este liniar.
Clasificarea structurilor sistolice
Analiza diferitelor tipuri de structuri sistolice și tendințele dezvoltării acestora face posibilă clasificarea acestor structuri în funcție de mai multe criterii.
În ceea ce privește gradul de flexibilitate, se disting structurile sistolice:- specializate;
- orientat algoritmic;
- programabile.
Structurile orientate spre algoritm, așa cum este clar din numele lor, sunt orientate nu către un anumit algoritm, ci către o anumită clasă de algoritmi. Vorbim în principal despre algoritmi care presupun aceleași operații pe vectori, matrice și alte seturi numerice. În unele structuri algoritmul de reglaj dorit realizată prin elemente de procesoare reprogramare parțiale, în altele - prin schimbarea configurației de link-uri din matrice a tensiunii arteriale sistolice, implementat în software-ul.
În structurile sistolice programabile, este posibil să se programeze atât elementele procesorului cât și configurația conexiunilor dintre ele. În acest caz, PE poate avea memorie locală de program și, deși toate au aceeași organizație, sunt permise simultan diferite operații dintr-un anumit set. Comenzile sau cuvintele de control stocate în memoria programelor de astfel de PE pot schimba direcția de transmisie a operanzilor. Prin numarul de elemente de procesare se disting structurile sistolice:
- un singur bit;
- multi-bit.
- unidimensională;
- bidimensională;
- tri-dimensională.
Topologia structurilor sistolice
În prezent, s-au dezvoltat matrici sistolice cu diferite geometrii de legături: liniare, pătrate, hexagonale, tridimensionale și altele.
Fiecare configurație matrice este cea mai potrivită pentru realizarea anumitor funcții, de exemplu, o matrice liniară este optimă pentru implementarea filtrelor în timp real; hexagonal - pentru a efectua operații de inversare a matricelor, tridimensionale - pentru a găsi valorile ecuațiilor diferențiale parțiale neliniară sau pentru a procesa semnalele de antene de matrice. Cele mai universale și cele mai comune, cu toate acestea, pot fi considerate matrici cu o structură liniară.
Pentru a rezolva probleme complexe, structura sistolică poate fi un set de matrici individuale, o rețea complexă de matrici interconectate sau o suprafață de prelucrare. Sub suprafața de prelucrare se înțelege o rețea rectangulară infinită PE, unde fiecare PE este conectat la cei patru vecini (sau un număr mare de PE). Unul dintre elementele cele mai potrivite pentru punerea în aplicare a suprafeței de procesare este matricea de PE simplu sau de transputere.
Având în vedere faptul că matricea PE puse în aplicare în mod obișnuit pe baza unor circuite integrate pe scară largă care rezultă din această limitare a condus la faptul că cele mai comune matrice cu una, două și trei căi de date și cu aceeași sau opus direcției de transport, denumit Ula, BLA și TLA respectiv .
ULA (Unidirectional Linear Array) este o rețea de procesoare liniară unidirecțională în care fluxurile de date se mișcă într-o singură direcție. PE într-o rețea poate fi conectată prin una, două sau trei căi.
Atunci când se implementează algoritmul matricei de produse vectoriale, unul dintre fluxurile de date se mișcă spre dreapta, iar cel de-al doilea se află în matrice. PE utilizat este un element IPS modificat, deoarece există o singură cale de date, iar elementele celui de-al doilea flux sunt stocate în matricea PE.
BLA (Array Linear bidirecțional) este o matrice de procesoare liniară bidirecțională, în care două fluxuri de date se deplasează unul spre celălalt. O matrice de tip BLA, în cazul în care unul dintre firele de ieșire, se numește regulat. În versiunea ULA, procesoarele sunt utilizate mai eficient, deoarece elementele fluxului din ele urmează în fiecare bara și nu în ceas, ca în BLA.
TLA (Linear Array de comunicare cu trei căi) este o matrice de procesoare liniară cu trei căi de comunicare, în care trei fluxuri de date se mișcă în direcții diferite. Filtrul ARMA propus de Kung este construit conform schemei TLA. Există mai multe opțiuni pentru acest filtru, în funcție de numărul de fluxuri de date de ieșire și de valorile stocate în memorie. Elementele procesoare efectuează două operații IPS și sunt denumite în mod obișnuit elementele IPS duale. PE poate utiliza atât valori stocate, cât și date externe.
TLA este deseori numit un transportor dublu, deoarece poate fi împărțit în două conducte liniare de tip BLA. În consecință, TLA poate fi obținută prin combinarea a două BLA cu un flux comun de date.
literatură
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: