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时间：2021-11-24
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1、并行处理机和多处理机并行处理计算机模型并行处理机定义：多个PU按照一定方式互连，在同一个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。 并行处理机也称为阵列处理机。按照佛林分类法，它属于SIMD计算机。并行处理机的应用领域：主要用于高速向量或矩阵运算中。8.1并行处理机结构和实例LM0互连网络……PE0CULM1PE1LMn-1PEn-1IOP……共享的多体并行存储器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。同时在存储模块之间合理分配数据，通过灵活、高速的互连网络，使存储器与处理单元之间
2、的数据传送在大多数向量运算中都能以存储器的最高频率进行，而最少受存储冲突的影响。共享存储器模型的处理单元数目一般不多，几个至几十个。BurroughsScientificProcessor(BSP)采用了这种结构。16个PE通过一个16×17的对准互连网络访问17个共享存储器模块。存储器模块数与PE数互质可以实现无冲突并行访问存储器。2.共享存储器并行处理机PE0互连网络……CUPE1PEn-1IOPSM0……SM1SMk-1并行处理机的主要特点如下：速度快，特别适于高速数值计算。SIMD依靠的是资源重复，而不是时间重叠。它依靠增加PE个数，与流水线处理机主要依靠缩短时钟周期相比，其
3、提高速度的潜力要大得多。依赖于互连网络和并行算法。互连网络决定了PE之间的连接模式，也决定了并行处理机能够适应的算法。需要有一台高性能的标量处理机。如果一台机器的向量处理速度极高，但标量处理速度只是每秒一百万次，那么对于标量运算占10％的题目来说，总的有效速度就不过是每秒一千万次。SIMD基本上是一台向量处理专用计算机。尽管它有一个功能很强的控制部件实际上起作标量处理机的作用，但仍然必须和一台高性能单处理机配合工作，使后者担负系统的全部管理功能。并行处理机的特点IlliacIV是最先采用SIMD结构的并行机随后一个方向是用位片PE制造的并行机，如GoodyearMPP、AMT/DAP
4、610和TMC/CM-2。CM-5是以SIMD模式运行的同步MIMD计算机。另一方向是用字宽运算PE的中粒度SIMD计算机。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，如一个bit。去掉阵列结构和分布存储器。Burroughs公司的BSP是典型代表。 GF-11是由IBMWatson实验室研制、作科学模拟研究用的。MasParMP1是中粒度并行处理机的典型代表。下面介绍并行处理机的两种典型代表：采用阵列结构分布存储器的IlliacIV并行处理机 去掉阵列结构和分布存储器BSP并行处理机。并行处理机实例IlliacIV(B
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