Page 17 - 6571

ЛЕКЦІЯ 2

АРХІТЕКТУРА ПАРАЛЕЛЬНИХ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ

СИСТЕМ

2.1 Векторно-конвеєрні комп’ютери

Поява терміну суперкомп’ютер пов’язана із створенням в се-
редині шістдесятих років фірмою CDC (Сеймуром Креєм) висо-

копродуктивного комп’ютера з новою векторною архітектурою.
Основна ідея, що була покладена в основу цієї архітектури, поля-
гала в розпаралелюванні процесу обробки даних, коли одна і та ж

операція застосовувалась одночасно до масиву (вектору) значень.
Ця ідея виявилась плідною і знайшла втілення на різних рівнях
функціонування комп’ютера.
Класичним представником світу суперкомп’ютерів є перший

векторно-конвеєрний комп’ютер Cray-1 (1976 р.). Основні особ-
ливості архітектури цього класу комп’ютерів наступні:
1) конвеєризація виконання команд;

2) незалежність функціональних пристроїв (декілька опера-
цій можуть виконуватись одночасно);
3) векторна обробка (набір даних обробляється однією ко-
мандою);

4) зчеплення функціональних пристроїв (виконання декіль-
кох векторних операцій в режимі «макроконвеєра»);
5) багатопроцесорна обробка (наявність незалежних проце-

сорів дозволяє виконувати декілька незалежних програм).
Ефективність векторно-конвеєрних комп’ютерів суттєвим
чином залежить від наявності однакових і незалежних операцій.

В якості прикладу розглянемо декілька фрагментів обчислень у
вигляді блок-схем, що показані на рисунку 2.1, а, б, в.
Оскільки в системі команд векторно-конвеєрних комп’ютерів

зазвичай є векторні команди, в яких аргументи можуть бути як
скалярними, так і векторними, векторизація фрагментів, показа-
них на рисунку 2.1, а і б, не викличе проблем. В той же час фраг-
мент, показаний на рисунку 2.1 в, не можливо векторизувати,

оскільки обчислення і-ого елементу масиву a не може розпоча-
тися, доки не буде обчислений попередній елемент. В даному
прикладі має місце залежність між операціями, яка буде переш-

16