Zbekiston respublikasi raqamli texnologiyalar vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi

Parallel kompyuterlarning Flin bo’yicha klassifikatsiyalanishi

Flinn tasniflanishi parallel kompyuter arxitekturasi shakllarini tasniflashdir. Assembler tili dasturchisi nuqtai nazaridan parallel kompyuterlar ketma-ketliklarni (yoki oqimlarni), ma'lumotlarni va ko'rsatmalarni qayta ishlashning parallelligi bo'yicha tasniflanadi.
1966 yilda ishlab chiqilgan va 1972 yilda biroz kengaytirilgan, bu protsessor ichida mavjud parallel ishlashning umumiy shakllarini tasniflash uchun metodologiya. Bu ishlov berish tizimi tomonidan apparatda qo'llab-quvvatlanadigan yoki dasturda mavjud bo'lgan parallelizm turlarini aniqlashtirish uchun yondashuv sifatida taklif qilingan. Tasniflash mashinaning yoki dasturchining mashina tilidagi dasturning ko'rinishiga asoslanadi.
Flynn tomonidan aniqlangan to'rtta boshlang'ich tasnifi arxitekturada mavjud bo'lgan bir vaqtda ko'rsatmalar (yoki nazorat) oqimlari va ma'lumotlar oqimlari soniga asoslanadi. Keyinchalik Flynn 1972 yilda SIMD ning uchta qo'shimcha kichik toifalarini aniqladi.

1. 
   Bir ko’rsatmali hamda bir oqim ega hisoblash
   

Ko'rsatmalar yoki ma'lumotlar oqimida parallelizmdan foydalanmaydigan ketma-ket kompyuter. Yagona boshqaruv bloki (CU) xotiradan bitta buyruq oqimini (IS) oladi. Keyin CU bitta ishlov berish elementini (PE) bitta ma'lumot oqimida (DS) ishlashga, ya'ni bir vaqtning o'zida bitta operatsiyaga yo'naltirish uchun tegishli boshqaruv signallarini ishlab chiqaradi.
SISD arxitekturalariga misollar bular - anʼanaviy bir protsessorli mashinalar, masalan, eski shaxsiy kompyuterlar (kompyuterlar) (2010 yilga kelib, koʻpgina shaxsiy kompyuterlar bir nechta yadrolarga ega edi) va asosiy kompyuterlardir.

8-rasm. Bir ko’rsatmali hamda bir oqim ega jarayon

2. 
   Bir ko’rsatmali hamda bir necha oqimga ega hisoblash
   

Bir ko’rsatmali hamda bir necha oqimli hisoblash (SIMD) Flinn taksonomiyasida parallel ishlov berishning bir turi. SIMD ichki bo'lishi mumkin (apparat dizaynining bir qismi) va unga ko'rsatmalar to'plami arxitekturasi (ISA) orqali to'g'ridan-to'g'ri kirish mumkin, lekin uni ISA bilan aralashtirib yubormaslik kerak. SIMD bir vaqtning o'zida bir nechta ma'lumot nuqtalarida bir xil operatsiyani bajaradigan bir nechta ishlov berish elementlariga ega kompyuterlarni tavsiflaydi.
Bunday mashinalar ma'lumotlar darajasining parallelligidan foydalanadi, lekin parallellik emas: bir vaqtning o'zida (parallel) hisoblashlar mavjud, ammo har bir birlik istalgan vaqtda bir xil ko'rsatmalarni bajaradi (faqat turli xil ma'lumotlar bilan). SIMD, ayniqsa, raqamli tasvirdagi kontrastni sozlash yoki raqamli audio tovushini sozlash kabi keng tarqalgan vazifalar uchun qo'llaniladi. Ko'pgina zamonaviy protsessor dizaynlari multimediyadan foydalanish samaradorligini oshirish uchun SIMD ko'rsatmalarini o'z ichiga oladi. SIMD Flinning 1972 yilgi taksonomiyasida uchta turli kichik toifaga ega, ulardan biri SIMT. SIMTni dasturiy ta'minot yoki apparat tishlari bilan aralashtirib yubormaslik kerak, bu ikkalasi ham vazifa vaqtini taqsimlash (vaqtni kesish). SIMT - bu haqiqiy bir vaqtning o'zida parallel ravishda apparat darajasida bajarilishi.
SIMD ko'rsatmalaridan birinchi foydalanish 1966 yilda yakunlangan ILLIAC IVda amalga oshirilgan.
SIMD 1970-yillarning boshlarida CDC Star-100 va Texas Instruments ASC kabi vektorli superkompyuterlar uchun asos bo'lib, ular bitta ko'rsatma bilan ma'lumotlarning "vektori" ustida ishlay oladi. Vektorli ishlov berish, ayniqsa, 1970 va 1980 yillarda Cray tomonidan ommalashgan. Vektorli ishlov berish arxitekturalari endi SIMD kompyuterlaridan alohida ko'rib chiqiladi: Dunkan taksonomiyasi ularni Flinn taksonomiyasida mavjud bo'lmagan hollarda o'z ichiga oladi, Flinning Cray-1 (1977) dan oldingi ishi sababli.
Zamonaviy SIMD kompyuterlarining birinchi davri Thinking Machines CM-1 va CM-2 kabi massiv parallel ishlov berish uslubidagi superkompyuterlar bilan tavsiflangan. Ushbu kompyuterlarda parallel ravishda ishlaydigan ko'plab cheklangan funktsional protsessorlar mavjud edi. Masalan, Thinking Machines CM-2 dagi 65 536 bitta bitli protsessorlarning har biri bir vaqtning o'zida bir xil buyruqni bajaradi, masalan, giperkubga ulangan tarmoq yoki bir vaqtning o'zida 65 536 juft bitni mantiqiy ravishda birlashtirishga imkon beradi. uning operandlarini topish uchun protsessorga ajratilgan RAM. Intel i860 XP[2] kabi tovar protsessorlariga asoslangan arzon skaler MIMD yondoshuvlari kuchayib, SIMDga qiziqish pasayganda superkompyuter SIMD yondashuvidan uzoqlashdi.
SIMD protsessorlari hozirgi davri superkompyuter bozoridan ko'ra ish stoli-kompyuter bozorida o'sdi. 1990-yillarda ish stoli protsessorlari real vaqt rejimida oʻyin oʻynash va audio/video qayta ishlashni qoʻllab-quvvatlash uchun yetarli darajada kuchli boʻlganligi sababli, ushbu maxsus turdagi hisoblash quvvatiga talab oʻsdi va mikroprotsessor sotuvchilari talabni qondirish uchun SIMD ga murojaat qilishdi.[3] Hewlett-Packard MPEG dekodlashni tezlashtirish uchun 1994 yilda PA-RISC 1.1 ish stollariga MAX ko'rsatmalarini kiritdi. Sun Microsystems 1995 yilda UltraSPARC I mikroprotsessorida "VIS" ko'rsatmalar to'plami kengaytmalarida SIMD butun son ko'rsatmalarini taqdim etdi. MIPS shunga o'xshash MDMX tizimiga ergashdi.
Birinchi keng tarqalgan ish stoli SIMD 1996 yilda x86 arxitekturasiga Intelning MMX kengaytmalari bilan birga edi. Bu Motorola PowerPC va IBM POWER tizimlarida ancha kuchli AltiVec tizimining joriy etilishiga turtki bo'ldi. Intel 1999 yilda butunlay yangi SSE tizimini joriy qilish bilan javob berdi. O'shandan beri har ikkala arxitektura uchun SIMD ko'rsatmalar to'plamiga bir nechta kengaytmalar kiritildi. AVX, AVX2 va AVX-512 kengaytirilgan vektor kengaytmalari Intel tomonidan ishlab chiqilgan. AMD joriy mahsulotlarida AVX va AVX2 ni qo'llab-quvvatlaydi.
Ushbu ishlanmalarning barchasi real vaqt rejimida grafiklarni qo'llab-quvvatlashga qaratilgan va shuning uchun ma'lumotlar turi va arxitekturasiga qarab, odatda ikki va o'n olti so'z orasidagi vektor uzunligi bilan ikki, uch yoki to'rt o'lchovda ishlov berishga yo'naltirilgan. Yangi SIMD arxitekturalarini eskilaridan farqlash kerak bo'lganda, yangi arxitekturalar "qisqa vektorli" arxitektura deb hisoblanadi, chunki oldingi SIMD va vektorli superkompyuterlar vektor uzunligi 64 dan 64 000 gacha bo'lgan. Zamonaviy superkompyuter deyarli har doim MIMD kompyuterlarining klasteridir, ularning har biri (qisqa vektorli) SIMD ko'rsatmalarini amalga oshiradi.
Flynnning 1972 yilgi hujjati SIMDni yana uchta toifaga ajratdi: