Вычислительные системы параллельной архитектуры

Классификация вычислительных систем

Архитектура параллельных компьютеров с самого начала их создания и применения развивалась в самых различных направлениях. Большое разнообразие вычислительных систем породило естественное желание ввести для них какую-то классификацию. Эта классификация должна однозначно относить ту или иную вычислительную систему к некоторому классу, который, в свою очередь, должен достаточно полно се характеризовать. Таких попыток предпринималось множество. Одна из первых классификаций, ссылки на которую наиболее часто встречаются в литературе, была предложена М. Флинном в конце 60-х годов прошлого века. Она базируется на понятиях двух потоков: команд и данных. На основе числа этих потоков выделяется четыре класса архитектур.
3.1 ОКОД (SISD - Single Instruction Single Data)
ОКОД (SISD - Single Instruction Single Data) - единственный поток команд и единственный поток данных. По сути - это классическая машина фон Неймана. К этому классу относятся все однопроцессорные системы.



Память команд



Поток данных

Процессор

Поток команд

Результаты

Память

Рис. 1 SISD-Архитектура

3.2 ОКМД (SIMD - Single Instruction Multiple Data)
ОКМД (SIMD - Single Instruction Multiple Data) - единственный поток команд и множественный поток данных. Типичными представителями являются матричные компьютеры, в которых все процессорные элементы выполняют одну и ту же программу, применяемую к своим (различным для каждого процессора) локальным данным. Иногда к этому классу относят и векторно-конвейерные компьютеры, если каждый элемент вектора рассматривать как отдельный элемент потока данных. В настоящее время этот класс пополнился графическими процессорами, позволившими существенно увеличить достижимый порог производительности при сравнительно невысокой стоимости.



Память команд



Поток данных



П_n



П₂


П₁




Результаты

Поток команд



Память команд



Рис. 2 SIMD -Архитектура