Zbekiston respublikasi raqamli texnologiyalar vazirligi muhammad al-xorazmiy nomidagi

Assotsiativ protsessorning zamonaviy atamasi "predikativ" (yoki niqoblangan) SIMD. Masalan, AVX-512.

9-rasm. Bir ko’rsatmali, ko’p oqimli hisoblash

Ba'zi zamonaviy dizaynlar (xususan, GPU'lar) ushbu kichik toifalarning bir nechta xususiyatlarini o'z ichiga oladi: bugungi GPU'lar SIMT, lekin ayni paytda Assotsiativdir, ya'ni SIMT massividagi har bir ishlov berish elementi ham oldindan belgilab qo'yilgan.

Kichik o'lchamli (64 yoki 128 bit) SIMD 1990-yillarning boshlarida umumiy maqsadli protsessorlarda mashhur bo'ldi va 1997 yilgacha va keyinchalik Alpha uchun Motion Video Instructions (MVI) bilan davom etdi. SIMD ko'rsatmalarini u yoki bu darajada ko'pchilik protsessorlarda, jumladan PowerPC uchun IBM AltiVec va SPE, HP PA-RISC Multimedia Acceleration eXtensions (MAX), Intel MMX va iwMMXt, SSE, SSE2, SSE3 SSSE3 va SSE4.x da topish mumkin. , AMD’ning 3DNow!, ARC’ning ARC Video quyi tizimi, SPARC’ning VIS va VIS2, Sun’ning MAJC, ARM’ning Neon texnologiyasi, MIPS’ MDMX (MaDMaX) va MIPS-3D. IBM, Sony, Toshiba hamkorligida ishlab chiqilgan Cell Processor SPU-ning ko'rsatmalar to'plami SIMD-ga asoslangan. Flibs, hozirgi NXP, Xetal nomli bir nechta SIMD protsessorlarini ishlab chiqdi. Xetal ko'rish vazifalari uchun maxsus mo'ljallangan 320 ta 16 bitli protsessor elementiga ega.
Zamonaviy grafik ishlov berish birliklari (GPU) ko'pincha keng SIMD ilovalari bo'lib, bir vaqtning o'zida 128 yoki 256 bitda filiallarni ajratish, yuklash va saqlashga qodir.
Intelning AVX-512 SIMD ko'rsatmalari bir vaqtning o'zida 512 bit ma'lumotlarni qayta ishlaydi.

3. 
   Bir necha ko’rsatmali, yagona ma’lumot oqimiga ega hisoblash
   

Bir necha ko’rsatmali, yagona ma’lumot oqimiga ega hisoblash (MISD) parallel hisoblash arxitekturasining bir turi bo'lib, ko'plab funktsional birliklar bir xil ma'lumotlar ustida turli operatsiyalarni bajaradi. Quvur liniyasi arxitekturalari ushbu turga tegishli, ammo purist ma'lumotlar quvur liniyasining har bir bosqichida qayta ishlanganidan keyin boshqacha bo'lishini aytishi mumkin. Xatolarni aniqlash va maskalash uchun bir xil ko'rsatmalarni ortiqcha bajaruvchi xatoga chidamlilik, vazifa replikatsiyasi deb nomlanuvchi usulda ushbu turga tegishli deb hisoblanishi mumkin. Ushbu arxitektura uchun ilovalar MIMD va SIMD ga qaraganda kamroq tarqalgan, chunki oxirgi ikkitasi ko'pincha umumiy ma'lumotlar parallel texnikasi uchun ko'proq mos keladi. Xususan, ular hisoblash resurslarini yaxshiroq miqyoslash va ishlatish imkonini beradi. O’rinda aytish lozimki, hisoblashda MISDning yorqin namunalaridan biri Space Shuttle parvozini boshqarish kompyuterlaridir.

10-rasm. Bir necha ko’rsatmali, yagona ma’lumot oqimiga ega hisoblashning grafik tasviri

Birinchi marta H. T. Kung va Charlz E. Leyserson tomonidan tasvirlangan sistolik massivlar (yoki to'lqinli front protsessorlari) MISD arxitekturasining namunasidir. Oddiy sistolik massivda parallel kirish ma'lumotlari kirish ma'lumotlarini olingan natijaga birlashtiradigan, qayta ishlaydigan, birlashtiradigan yoki saralaydigan inson miyasiga o'xshash qattiq simli protsessor tugunlari tarmog'i orqali oqadi.

Sistolik massivlar ko'pincha massiv parallel integratsiya, konvolyutsiya, korrelyatsiya, matritsalarni ko'paytirish yoki ma'lumotlarni saralash vazifalarini bajarish uchun "ko'paytirish va to'plash" kabi ma'lum bir operatsiya uchun qattiq simli bo'ladi. Sistolik massiv odatda ibtidoiy hisoblash tugunlarining katta monolit tarmog'idan iborat bo'lib, ular qattiq simli yoki ma'lum bir dastur uchun dasturiy ta'minot bilan sozlanishi mumkin. Tugunlar odatda sobit va bir xil bo'ladi, o'zaro bog'lanish esa dasturlashtiriladi. Ko'proq umumiy to'lqinli protsessorlar, aksincha, massiv o'lchami va dizayn parametrlariga qarab monolit bo'lishi yoki bo'lmasligi mumkin bo'lgan murakkab va individual dasturlashtiriladigan tugunlardan foydalanadi. Ma'lumotlarning sistolik massiv orqali to'lqinsimon tarqalishi inson qon aylanish tizimining zarbasiga o'xshab ketganligi sababli, sistolik nomi tibbiy terminologiyadan olingan.
Sistolik massivlarning muhim afzalligi shundaki, barcha operand ma'lumotlari va qisman natijalar protsessor massivida (o'tishda) joylashgan. Standart ketma-ket mashinalarda bo'lgani kabi, har bir operatsiya davomida tashqi avtobuslarga, asosiy xotiraga yoki ichki keshlarga kirishning hojati yo'q. Amdahl qonunida ko'rsatilgan parallel ishlashning ketma-ket chegaralari ham xuddi shunday qo'llanilmaydi, chunki ma'lumotlarga bog'liqlik dasturlashtiriladigan tugun o'zaro bog'liqligi tomonidan bilvosita ishlanadi.

Shu sababli, sistolik massivlar sun'iy intellekt, tasvirni qayta ishlash, naqshni aniqlash, kompyuterni ko'rish va hayvonlarning miyasi juda yaxshi bajaradigan boshqa vazifalarda juda yaxshi. Umuman olganda, Wavefront protsessorlari apparatda o'z-o'zini sozlash neyron tarmoqlarini qo'llash orqali mashinani o'rganishda juda yaxshi bo'lishi mumkin.

Sistolik massivlar rasman MISD sifatida tasniflangan bo'lsa-da, ularning tasnifi biroz muammoli. Kirish odatda mustaqil qiymatlar vektori bo'lganligi sababli, sistolik massiv SISD emas. Ushbu kirish qiymatlari birlashtirilib, natija(lar)ga birlashtirilib, SIMD vektor ishlov berish blokida bo'lgani kabi mustaqilligini saqlab qolmagani uchun massivni shunday tasniflash mumkin emas. Shunday qilib, massivni ham MIMD sifatida tasniflash mumkin emas, chunki MIMDni oddiygina kichikroq SISD va SIMD mashinalarining to'plami sifatida ko'rish mumkin.
Nihoyat, ma'lumotlar to'dasi massiv orqali tugundan tugunga o'tayotganda o'zgartirilganligi sababli, bir nechta tugunlar bir xil ma'lumotlarda ishlamaydi, bu esa MISD tasnifini noto'g'ri qiladi. Sistolik massiv MISD sifatida belgilanmasligining yana bir sababi, uni SISD toifasidan diskvalifikatsiya qiladigan bilan bir xildir: Kirish ma'lumotlari odatda vektor bo'lib, bitta ma'lumot qiymati emas, lekin har qanday kirish vektori deb bahslashish mumkin. yagona ma'lumotlar to'plamidir.
Yuqoridagilarga qaramay, sistolik massivlar ko'pincha parallel hisoblash bo'yicha darsliklarda va muhandislik sinfida MISD arxitekturasining klassik namunasi sifatida taqdim etiladi. Agar massiv tashqaridan atom sifatida qaralsa, uni SFMuDMeR = yagona funktsiya, bir nechta ma'lumotlar, birlashtirilgan natija(lar) sifatida tasniflash kerak.

4.