векторная архитектура

Ответ от
Что касается скалярной обработки, то соответствующая подсистема команд в
японских суперкомпьютерах Fujitsu и Hitachi совместима с IBM/370, что имеет
очевидные преимущества. При этом для буферизации скалярных данных
используется традиционная кэш-память. Напротив, компания Cray Research,
начиная с Сгау-1, отказалась от применения кэш-памяти. Вместо этого в ее
компьютерах используются специальные программно-адресуемые буферные В- и Т-
регистры. И лишь в последней серии, Cray T90, была введена промежуточная
кэш-память для скалярных операций. Отметим, что на тракте оперативная
память - векторные регистры промежуточная буферная память отсутствует, что
вызывает необходимость иметь высокую пропускную способность подсистемы
оперативной памяти: чтобы поддерживать высокую скорость вычислений,
необходимо быстро загружать данные в векторные регистры и записывать
результаты обратно в память.
До сих пор мы рассматривали векторные ЭВМ, в которых операнды
соответствующих команд располагаются в векторных регистрах. Кроме
упоминавшихся компьютеров Fujitsu и Hitachi, векторные регистры имеют
компьютеры серии SX другой японской фирмы NEC, в том числе наиболее мощные
ЭВМ серии SX-4, а также все векторные компьютеры как от Cray Research,
включая C90, М90 и Т90, так и от Cray Computer, включая Cray-3 и Cray-4, и
векторные минисуперЭВМ фирмы Convex серий Cl, С2, С3 и C4/XA.
Но некоторые векторные суперЭВМ, например, IBM ES/9000, работают с
операндами-векторами, расположенными непосредственно в оперативной памяти.
Скорее всего, такой подход является менее перспективным с точки зрения
производительности, в частности, потому, что для поддержания высокого темпа
вычислений для каждой векторной команды требуется быстрая выборка векторных
операндов из памяти и запись результатов обратно.
Многопроцессорные векторные суперкомпьютеры (MIMD)
Все упомянутые векторные суперкомпьютеры выпускаются в многопроцессорных
конфигурациях, которые относятся уже к классу MIMD.
В архитектуре многопроцессорных векторных компьютеров можно отметить две
важнейшие характеристики: симметричность (равноправность) всех процессоров
системы и разделение всеми процессорами общего поля оперативной памяти.
Подобные компьютерные системы называются сильно связанными. Если в
однопроцессорных векторных ЭВМ для создания эффективной программы ее надо
векторизовать, то в многопроцессорных появляется задача распараллеливания
программы для ее выполнения одновременно на нескольких процессорах.
Задача распараллеливания является, пожалуй, более сложной, поскольку в ней
необходимо организовать синхронизацию параллельно выполняющихся процессов.
Практика показала возможности эффективного распараллеливания большого числа
алгоритмов для рассматриваемых сильно связанных систем. Соответствующий
подход к распараллеливанию на таких компьютерах называется иногда моделью
разделяемой общей памяти.
Многопроцессорные SMP-серверы на базе микропроцессоров RISC-архитектуры
[MIMD]
Производительность некоторых современных микропроцессоров RISC-архитектуры
стала сопоставимой с производительностью процессоров векторных компьютеров.
Как следствие этого, появились использующие эти достижения суперЭВМ новой
архитектуры, - сильно связанные компьютеры класса MIMD, представляющие
собой симметричные многопроцессорные серверы с общим полем оперативной
памяти. Этим перспективным системам имеет смысл уделить больше внимания,
чем другим компьютерным архитектурам, поскольку соответствующий крут
вопросов в отечественной компьютерной литературе обсуждался недостаточно
полно.
Наиболее известные суперкомпьютерные серверы, имеющие подобную SMP-
архитектуру - DEC AlphaServer 8200/8400 и SGI POWER CHALLENGE. Для них
х