Эффективность использования емкости массива
Векторные процессоры: структура аппаратных средств.
Векторный - процессор, в котором операндами некоторых команд могут выступать упорядоченные массивы данных — векторы. Иными словами, в ассемблере есть векторные команды. Стандартные векторные процессоры выполняют операции над векторами очень большой размерности. В большинстве современных микропроцессоров имеются векторные расширения (ММХ, SSE или им подобные). Кроме того, иногда современные видеокарты и платы-ускорители рассматривают как векторные сопроцессоры.
Скалярный процессор - может работать только с одним операндом в единицу времени. Основная идея векторных процессоров: операции с массивами данных. Векторные процессоры — основа первых супер-ЭВМ. Основные области применения — задачи, в которых данные были бы записаны в матричной форме (прогноз погоды, ядерная физика).
Пути построения векторных процессоров:
программный: 1) пишется специальная библиотека программ, выполняющих векторные операции, ориентированная под конкретную имеющуюся платформу
(можно сделать на любом ПК);
аппаратный: 2) реализация ассемблерных команд векторной обработки в скалярном процессоре (сейчас мало применимо);
3) изначальная разработка векторного процессора (с векторными командами).
Архитектура аппаратных средств:
1. 
Оперативная память.
Это общее название включает в себя не только ОП — это может быть
|
|
|
достаточно сложная иерархическая
структура, включающая кэши и
регистры. Причём, регистров может быть
достаточно много — кроме скалярных, есть
векторные регистрыдля хранения
массивов. Быстродействие памяти во многом лимитирует быстродействие всего векторного процессора. Для векторных компьютеров определён принцип расслоения
памяти.
2. Скалярный процессор.Выполняет все функции обычного процессора (обрабатывает поток команд
и имеет все необходимые устройства для выполнения скалярных операций) + дополнительные функции: распознавая наличие векторной команды (передаёт её екторному процессору).
3. Векторный процессор. Базовые функции векторного процессора (при получении векторной команды):
Декодирование, выработка системы сигналов для арифметического конвейера, вычисление логических параметров адресации (адресация к вектору), сопровождение выполнения операции, анализ состояния (по завершению операции).
4. Контроллер векторной памяти. На основе логических адресов векторов выдаёт последовательность адресов для обращения к физической памяти чтение/запись результата. Передаёт в буферную память.
5. Буферная память. Пассивное устройство. Нужно, т.к. поступают данные не равномерно во времени, а выдаются данные синхронно.
|
|
|
6. Арифметический конвейер. Один или несколько конвейеров, выполняющих векторные операции. Это может быть либо сложный конвейер (настраиваемый), либо набор конвейеров.
Таблица занятости:
А - выборка векторной команды
В - передача векторной команды и её декодирование векторным контроллером.
С - начальная выборка данных (запись/чтение)
D - выполнение команды
E - окончательное запоминание (запись) - может занимать большое количество тактов
F - завершение операции -очистка буферов/регистров, выставление признаков состояния.
Архитектура команд машинного уровня:
Функция (которая должна быть выполнена), операнды (которые дб использованы), статус (который дб зафиксирован), следующая команда (которая дб исполнена).
1. Код операции (кол-во кодов в 3 раза больше чем аналогичных скалярных операций)
2. Спецификация операндов (Анач , размер, тип, кол-во градации)
3. Статус обработки, фиксации (ничего не делать или выделение памяти в ОП, куда пишется)
ПРИМЕРЫ:
Бортовая машина ASC Texas Instruments.
В основе ее лежит текстовый процессор.
1. Векторные операции
2. Скалярные операции
3. Блочные операции (min, max и т.д.)
УОК – устройство обработки команд
ИБП - интерфейс буфера памяти
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 383; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!