11. Матричні процесори
Найбільш поширеними з|із| систем класу один потік команд – безліч потоків даних (SIMD|) є|з'являються,являються| матричні системи, які краще всього пристосовані для вирішення завдань|задач|, незалежних об'єктів, що характеризуються паралелізмом, або даних. Організація систем подібного типу|типа|, на перший погляд, достатньо|досить| проста. Вони мають загальний|спільний| пристрій|устрій|, що управляє, генерує потік команд і велике число процесорних елементів, що працюють паралельно і оброблювальних кожна свій потік даних. Таким чином, продуктивність системи виявляється|опиняється| рівній сумі производительностей| всіх процесорних елементів. Проте|однак| на практиці щоб|аби| забезпечити достатню ефективність системи при вирішенні широкого круга|кола| завдань|задач|, необхідно організувати зв'язки між процесорними елементами з|із| тим, щоб|аби| найповніше завантажити їх роботою. Саме характер|вдача| зв'язків між процесорними елементами і визначає різні властивості системи.
Одним з перших матричних процесорів був SОLОМОN| (60-і роки).
Рисунок. 6.2. Структура матричної обчислювальної системи SOLOMON|
Система SOLOMON| містить|утримує| 1024 процесорних елементу, які сполучені|з'єднані| у вигляді матриці: 32х32. Кожен процесорний елемент матриці включає процесор, що забезпечує виконання послідовних порозрядних арифметичних і логічних операцій, а також оперативне ЗУ ємкістю|місткістю| 16 Кбайт. Довжина слова – змінна від 1 до 128 розрядів. Розрядність слів встановлюється програмно. По каналах зв'язку від пристрою|устрою| управління передаються команди і загальні|спільні| константи. У процесорному елементі використовується так звана багатомодальна логіка, яка дозволяє кожному процесорному елементу виконувати або не виконувати загальну|спільну| операцію залежно від значень оброблюваних даних. У кожен момент всі активні процесорні елементи виконують одну і ту ж операцію над даними, що зберігаються у власній пам'яті і мають одну і ту ж адресу.
Ідея багато-модальності | полягає в тому, що в кожному процесорному елементі є|наявний| спеціальний регістр|реєстр| на 4 стани|достатки| – регістр|реєстр| моди. Мода (модальність) заноситься в цей регістр|реєстр| від пристрою|устрою| управління. При виконанні послідовності команд модальність передається в коді операції і порівнюється з|із| вмістом регістра|реєстру| моди. Якщо є збіги, то операція виконується. У інших випадках процесорний елемент не виконує операцію, але|та| може, залежно від коду, пересилати свої операнди сусідньому процесорному елементу. Такий механізм дозволяє виділити рядок або стовпець процесорних елементів, що дуже корисно при операціях над матрицями. Взаємодіють процесорні елементи з|із| периферійним обладнанням через зовнішній процесор.
Подальшим|дальшим| розвитком матричних процесорів стала система ILLIАS-4|, розроблена фірмою|фірма-виготовлювачем| BARROYS|. Спочатку система повинна була включати 256 процесорних елементів, розбитих на групи, кожен з яких повинен управлятися спеціальним процесором. Проте|однак| з різних причин була створена система, що містить|утримує| одну групу процесорних елементів і процесор, що управляє. Якщо на початку передбачалося|припускалося| досягти швидкодії 1 млрд. операцій в секунду, то реальна система працювала з|із| швидкодією 200 млн. операцій в секунду. Ця система протягом ряду|лави,низки| років вважалася|лічила| однією з самих високопродуктивних в світі.