Параллельная обработка - систолические массивы

Опубликовано: 28 Декабря, 2021

Подход параллельной обработки отличается от традиционной архитектуры фон Неймана. Одним из таких подходов является концепция систолической обработки с использованием систолических массивов.

Систолический массив - это сеть процессоров, которые ритмично вычисляют и передают данные через систему. Они получили свое название от проведения аналогии с тем, как кровь ритмично течет через биологическое сердце, когда данные перетекают из памяти ритмично, проходя через множество элементов, прежде чем вернуться в память. Это также пример конвейерной обработки наряду с параллельными вычислениями. был представлен в 1970-х годах и использовался Intel для создания процессора CMU iWarp в 1990 году.

В систолическом массиве есть большое количество идентичных простых процессоров или обрабатывающих элементов (PE), которые организованы в хорошо организованную структуру, такую как линейный или двухмерный массив. Каждый элемент обработки связан с другими PE и имеет ограниченное личное хранилище.

Хост-станция часто используется для связи с внешним миром в сети.

Характеристики:

  1. Параллельные вычисления -
    Многие процессы выполняются одновременно. Поскольку массивы имеют нецентрализованную структуру, реализованы параллельные вычисления.
  2. Трубопроводимость -
    Это означает, что массив может достичь высокой скорости. Он показывает линейную скорость конвейерной обработки.
  3. Синхронная оценка -
    Вычисление данных синхронизируется глобальными часами, а затем данные передаются по сети. Глобальные часы синхронизируют массив и имеют тактовые циклы фиксированной длины.
  4. Повторяемость -
    Большинство массивов имеют повторение и соединение одного типа PE во всей сети.
  5. Пространственная местность -
    Ячейки имеют локальную коммуникационную взаимосвязь.
  6. Временное местонахождение -
    Для передачи сигналов от одной соты к другой требуется по крайней мере одна единичная временная задержка.
  7. Модульность и регулярность -
    Систолический массив состоит из модулей обработки, которые являются модульными и имеют однородную взаимосвязь, а компьютерная сеть может расширяться до бесконечности.

Преимущества систолического массива -

  • Он использует высокую степень параллелизма и может поддерживать очень высокую пропускную способность.
  • Они очень компактны, надежны и эффективны.
  • Данные и поток управления просты и регулярны.

Недостатки систолического массива -

  • Они узкоспециализированы и поэтому не обладают гибкостью в отношении задач, которые они могут решить.
  • Их сложно построить.
  • Это дорого.

РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СТАТЬИ