【计算机组成原理】计算机系统结构笔记(8):并行处理机
200803
本篇是郑纬民《计算机系统结构》的读书笔记,欢迎各位路过指正!今天是第八章:并行处理机。
8. 并行处理机
8.1 并行处理机模型
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三条技术途径:资源重复、时间重叠、资源共享。
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并行处理机:多个处理部件PU按照一定方式互连,在同一个控制部件CU控制下,对各自的数据完成同一条指令规定的操作。从CU看,指令是串行执行的,从PU看,数据是并行处理的。
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并行处理机的操作模型可用五元组M=(N,C,I,M,R)表示。N为PE个数。C为控制部件CU执行的指令集,包括标量指令和程序控制指令。I为所有PE并行执行的指令集。M为屏蔽操作集,将PE划分为允许操作和禁止操作两个子集。R是数据寻径集,互连网络中PE间通信所需要的各种模式。
8.2 并行处理机结构
- 一台并行处理机由五个部分组成:多个处理单元PE,多个存储器模块M,一个控制器CU,一个互连网络ICN,一台输入输出处理机IOP。
- 并行处理机有两种典型结构:分布存储器并行处理机,共享存储器并行处理机。
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分布存储器并行处理机:CU是控制部件。对于标量指令,在CU中直接执行;对于向量指令,CU把它广播到各个PE中去执行。IOP是输入输出处理机,或称为主机。分布式存储器并行处理机必须依靠并行算法来提高PE的利用率。
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共享存储器并行处理机:共享多体并行存储器SM通过互连网络与各处理单元PE相连。存储模块的数目等于或略大于处理单元的数目。
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并行处理机的特点:速度快、模块性好、可靠性高、效率低。
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并行处理机的两个发展方向:保留阵列结构,但每个处理单元的规模减小;去掉阵列结构和分布存储器。
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并行处理机特别依赖于并行算法。并行算法的一个关键是提高向量化的程度。 充分利用互连网络的结构。