|
Konveyerni qayta ishlash. Suzuvchi nuqta shaklida berilgan ikkita haqiqiy sonni qo'shish uchun nima kerak? Buyurtmalarni taqqoslash, buyurtmalarni tekislash, mantissalarni qo'shish, normallashtirish va h.k. kabi kichik bir qator operatsiyalar mavjud. Birinchi kompyuterlarning protsessorlari ushbu "mikrooperatsiyalar" ni har bir argument jufti uchun ketma-ket ketma-ket yakuniy natijaga erishgunga qadar bajarishdi va shundan keyingina keyingi terminlarni qayta ishlashga kirishdilar.
Quvurlarni yotqizish g'oyasi umumiy ishlashning alohida bosqichlarini ajratishdir va har bir bosqich o'z ishini tugatgandan so'ng, kiritilgan ma'lumotlarning yangi qismini olish bilan natijani keyingi bosqichga o'tkazadi. Oldindan vaqt ichida bajarilgan operatsiyalarning kombinatsiyasi tufayli biz ishlov berish tezligida aniq yutuqlarga erishamiz. Faraz qilaylik, har birida bir vaqtning o'zida bajariladigan beshta operatsiyani ajratib ko'rsatish mumkin. Agar bitta bo'linmas ketma-ket qurilma mavjud bo'lsa, u 500 dona 100 juft dalillarni qayta ishlaydi. Agar har bir mikrooperatsiya konveyer qurilmasining alohida bosqichiga (yoki ular aytganda - bosqichga) bo'linsa, unda dastlabki beshta dalillar beshinchi vaqt birligida, bunday qurilmani qayta ishlashning boshqa bosqichida bo'ladi va yuz juftliklarning butun to'plami 5 + 99 \u003d 104 birlikda qayta ishlanadi. vaqt - ketma-ket qurilma bilan taqqoslaganda tezlashuv deyarli besh baravar (konveyer qadamlarida).
Ko'rinishidan, konveyerni qayta ishlashni an'anaviy parallelizm bilan muvaffaqiyatli almashtirish mumkin, buning uchun asosiy moslama konveyer pog'onalari soniga necha marta ajratilishi kerak. Aslida, oldingi namunadagi beshta qurilma 100 birlik vaqt ichida 100 juft dalillarni qayta ishlaydi, bu konveyer qurilmasining vaqtidan tezroq! Nima bo'ldi? Javob oddiy, asboblar sonini besh baravarga ko'paytirib, biz uskunalar hajmi va narxini sezilarli darajada oshiramiz. Tasavvur qiling, avtomobil zavodi avtomobil ishlab chiqarish sur'atini saqlab, konveyerni olib tashlashga qaror qildi. Agar ilgari konveyerda bir vaqtning o'zida bir vaqtning o'zida mingta mashina bo'lsa, unda avvalgi misolga o'xshab, siz mingta jamoani jalb qilishingiz kerak, ularning har biri (1) avtomobilni boshidan oxirigacha to'liq yig'a oladi, yuzlab turli xil operatsiyalarni bajaradi va (2) buni amalga oshiradi.
superkompyuter - bu 10 MFLOPS dan ortiq quvvatga ega juda kuchli kompyuter. Bugungi kunda ushbu natija nafaqat ish stantsiyalari, balki, tomonidan eng yuqori ko'rsatkich, va kompyuter. 90-yillarning boshlarida chegara 300 MFLOPS belgisi yaqinida tortildi. 2001 yilda ikkita etakchi "superkompyuter" mamlakatlari, AQSh va Yaponiyaning mutaxassislari bu ko'rsatkichni 5 GFLOPS ga ko'tarishga kelishib oldilar.
Shunday qilib, superkompyuterlarni tavsiflovchi asosiy xususiyatlar quyidagilar:
eng yuqori ishlash;
eng ilg'or texnologik daraja (masalan, GaAs texnologiyasi);
ish faoliyatini yaxshilashga qaratilgan aniq me'moriy echimlar (masalan, vektorlarda operatsiyalar mavjudligi);
narxi, odatda 1-2 million dollardan oshadi.
Bugungi ajoyib ishlash ko'rsatkichlariga erishishda qaysi omillar hal qiluvchi ahamiyatga ega? Keling, tarixiy dalillarga murojaat qilaylik. Taqdimot vaqti 2 ms bo'lgan eng birinchi EDSAC (1949) kompyuterlaridan birida sekundiga o'rtacha 100 arifmetik operatsiyalarni bajarish mumkin edi. A eng yuqori ko'rsatkich superkompyuter CRAY C90 4 sekundlik tsiklga ega - sekundiga 1 milliard arifmetik operatsiyalar. Shunday qilib, ishlash ushbu davrda kompyuterlar qariyb 10 million marta ko'paydi va takt vaqtini atigi 500 marta qisqartirdi. Shuning uchun samaradorlikni oshirish boshqa omillar tufayli yuzaga keldi, ularning eng muhimi yangi me'moriy echimlardan foydalanish, xususan, printsip parallel ravishda ma'lumotlarni qayta ishlash.
Uning ikkita navi bor: konveyer va parallelizm.
Fikr konveyerni qayta ishlash har bir bosqich o'z ishini yakunlab, kiritilayotgan ma'lumotlarning yangi qismini olganda natijani keyingi bosqichga o'tkazishi uchun umumiy ishlashning alohida bosqichlarini ajratib ko'rsatishdan iborat. Ma'lumotni qayta ishlash tezligining o'sishi ilgari ajratilgan operatsiyalarni birlashtirish orqali olinadi.
Parallel ma'lumotlarni qayta ishlash bir nechta funktsional mustaqil qurilmalar mavjudligini taxmin qiladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
