Základní informace
Vektor počítač, paralelní zpracování počítače orientované na vektorové paralelní výpočetní techniky, se strukturou potrubí jako základny.
Provoz vektoru je relativně jednoduchý paralelní výpočet, který má širokou škálu aplikací.Je snazší implementovat a používat pomocí stroje.Proto se vektorové stroje (vektorové stroje) rychle vyvinuly.Ti ASC (1972) a CDC Star-100 (1973) byly první vektorové superpočítače (superpočítače) na světě.Do konce roku 1982 bylo na světě asi 60 superpočítačů, z nichž většina byla vektorová stroje.Obě desítky milionůkrát za sekundu 757 stroje a miliardy strojů „Galaxy“ vyvinuté Čínou v roce 1983 jsou také vektorové stroje.
Vektorový stroj je vhodný pro lineární programování, Fourierova transformace, výpočet filtru, matici, lineární algebru, částečnou diferenciální rovnici, integrální a další matematické problémy, zejména pro řešení meteorologického výzkumu a prognózy počasí, návrh leteckého vozidla, atomovou energii a jaderné reakce, geofyzikální, geofyzikální, geofyzikální, geofyzikální, geofyzikální, geofyzikální, geofyzikální, geofyzikální, geofyzikální, geofyzikálnívýzkum, seismická analýza, rozsáhlý inženýrský design a rozsáhlá simulace sociálních a ekonomických jevů.
Vektorové operace
V běžných počítačích je základní operační objekt instrukcí strojů skalár.Kromě funkcí skalárního zpracování mají vektorové stroje také plně funkční systém vektorových operací.
Provedení stejné operace na každé složce vektoru nebo provedení stejné operace na odpovídajících komponenty dvou vektorů stejné dimenze nebo provedení stejné operace na každé složce vektoru se stejným skalárem může vytvořit nový vektor,, může vytvořit nový vektor,Jedná se o základní operace vektoru.Kromě toho je stále možné provádět určité operace mezi složkami vektoru, jako je nepřetržité přidání, nepřetržité násobení nebo nepřetržité srovnání, aby bylo možné integrovat do skaláru.Za účelem zlepšení schopností zpracování vektoru mohou mít základní vektorové operace určitou flexibilitu při provádění, jako je například to, že některé komponenty neprovádějí operace pod kontrolou bitového vektoru nebo přidávají jiné operace speciálních vektorů, jako jsou dvě monotonické nerovnoměrné rozměry logické sloučení rostoucího itegeruVektory, komprese a obnova vektoru.
Zpracování potrubí
Aritmetické operace prováděné na každé složce vektoru jsou obecně nezávislé na sobě navzájem a nezávislé na sobě, takže mohou být prováděny paralelně různými způsoby.Toto je vektorový paralelní výpočet.Paralelní provádění operací vektoru přijímá hlavně režim potrubí a režim pole.
Hlavní paměť
Velikost hlavní paměti (hlavní paměť) omezuje měřítko řešení stroje.Vektorový stroj se používá hlavně k řešení problémů ve velkém měřítku.Musí mít hlavní paměť s velkou kapacitou a měla by to být centralizovaná veřejná paměť, která usnadní použití a programování uživatelů.Když spustí vysokorychlostní provozní potrubí, musí nepřetržitě dodávat operandy a odebírat výsledky provozu.Vyžaduje také, aby hlavní paměť měla vysokou rychlost přenosu dat, jinak nelze udržovat vysokorychlostní operaci.
Rychlost paměti je vždy nižší než u aritmetických komponent.Datová cesta mezi pamětí a aritmetickými komponenty je „úzký profil“, který brání zvýšení rychlosti a zvýšení kapacity hlavní paměti je v souladu se zvýšením přístupové rychlosti.Protichůdný.Proto, jak sladit hlavní paměť s operací z hlediska rychlosti, je jedním z klíčových problémů při navrhování vektorového stroje.
Podélný
Tento stroj přijímá metodu podélného zpracování celé délky vektoru.Pokaždé, když je provedena operace vektoru, všechny komponenty operace jsou prováděny od začátku do konce a operandy nebo výsledky vektory jsou přímo ukládány nebo zapisovaly do hlavní paměti.Rychlost přenosu dat hlavní paměti musí být nakonfigurována při 3 až 4násobku rychlosti aritmetické jednotky.Vektorový stroj s podélným zpracováním nastavuje křížově přístupné, četné paměťové banky a širokou datovou cestu a vstupuje do jednotek ultra dlouhých slov, aby splnil požadavky.Tímto způsobem jsou náklady vysoké, flexibilita systému hlavní paměti je špatná a je obtížné dosáhnout účinného přístupu k velkému počtu hlavních paměťových vektorů.Kromě toho je doba počátečního vektoru dlouhá a rychlost krátkých vektorových operací se výrazně snižuje.
Vertikální a horizontální
Tento stroj přijímá vektorové segmentované vertikální a horizontální zpracování a je vybaven více vektorovými provozními registry s malou kapacitou a vysokou rychlostí.Při výpočtu výrazů provozu vektoru provádí každá operace vektoru pouze jeden segment.Vektor operandu přístupný z hlavního a středního výsledku vektoru generovaného operací může být uložen v sekci vektorového registru podle části a aritmetická komponenta převážně přistupuje ke skupině vektorových registrů.Tímto způsobem může zajistit vysokorychlostní provoz aritmetických komponent a zároveň snížit zatížení hlavní paměti, takže rychlost přenosu dat hlavní paměti je snížena o asi 70% ve srovnání s podélnýmzpracovává se.K tomuto typu patří jak stroj American Cray-1, tak čínský stroj 757.
Software a aplikace
Vector machines are generally equipped with vector assembly and vector high-level languages for users to compile vector programs that can realize the speed potential of specific vector machines.Pouze vývojem a přijetím paralelních algoritmů typu vektoru, čím více vektorových operací obsažených v programu a čím delší vektor, tím vyšší bude rychlost provozu.Zřízení vektorové knihovny pro různá aplikační pole může uživatelům usnadnit používání a zlepšení účinnosti řešení vektorů s řešením problémů vektorových strojů.Program rozpoznávání vektoru je nově rozvinutou součástí kompilátoru.Používá se k automatickému rozpoznání komponent provozu vektoru ve zdrojovém programu pomocí obvyklého sériového algoritmu při kompilaci a sestavení do odpovídajícího cílového programu vektorové operace pro zlepšení výpočtu vektorového stroje.Rychlost výpočtu vektorového programu.Technologie rozpoznávání vektoru musí být dále rozvíjena a zlepšena, aby se zlepšila úroveň rozpoznávání.
Směr vývoje vektorového zpracování stroje je více vektorový stroj nebo vektorový stroj buněk vektoru.Abychom si uvědomili první, musí být dosažen pokrok v softwaru a algoritmech, aby se vyřešil mnoho problémů, jako je rozdělení úkolů a odeslání;Ten musí použít vhodnou propojovací síť a použít hardware k automatickému vyřešení problému uživatelů pomocí decentralizované hlavní paměti jako centralizované koexistence.Pouze vzniklý rozpor může představovat vektorový stroj buněčné struktury virtuální koexistence.Má nejen výhodu, že stroj pole lze snadno rozšířit počet paralelních jednotek ve struktuře ke zvýšení rychlosti, ale má také tu výhodu, že vektorový stroj je vhodné použít.