Потоковые процессоры

Потоковыми называют процессора, в основе работы кото-рых лежит принцип обработки многих данных с помощью одной команды. Согласно классификации Флинна они принадлежат к SIMD архитектуре. Технология SIMD позволяет выполнять одно и то же действие, например вычитание и сложение, над несколькими наборами чисел одновременно. SIMD-операции для чисел двойной точности с плавающей запятой ускоряют работу ресурсоемких приложений для создания контента, трехмерного рендеринга, фи-нансовых расчетов и научных задач. Кроме того, усовершенство-ваны возможности 64-разрядной технологии MMX (целочислен-ных SIMD-команд); эта технология распространена на 128-разрядные числа, что позволяет ускорить обработку видео, речи, шифрование, обработку изображений и фотографий. Потоковый процессор повышает общую производительность, что особенно важно при работе с 3D-графическими объектами.

Может быть отдельный потоковый процессор (Single-streaming processor — SSP) и многопотоковый процессор (Multi-Streaming Processor - MSP).

Ярким представителем потоковых процессоров является семейство процессоров Intel, начиная с Pentium III, в основе рабо-ты которых лежит технология Streaming SIMD Extensions (SSE, потоковая обработка по принципу "одна команда - много дан-ных"). Эта технология позволяет выполнять такие сложные и не-обходимые в век Internet задачи, как обработка речи, кодирование и декодирование видео- и аудиоданных, разработка трехмерной графики и обработка изображений.

Бесспорными представителями класса SIMD считаются матрицы процессоров: ILLIAC IV, ICL DAP, Goodyear Aerospace MPP, Connection Machine 1 и т.п. В таких системах единое управ-ляющее устройство контролирует множество процессорных эле-ментов. Каждый процессорный элемент получает от устройства управления в каждый фиксированный момент времени одинако-вую команду и выполняет ее над своими локальными данными.

Другими представителями SIMD-класса являются вектор-ные процессоры, в основе которых лежит векторная обработкаданных. Векторная обработка увеличивает производительность процессора за счет того, что обработка целого набора данных (век-тора) производится одной командой. Векторные компьютеры ма-нипулируют массивами сходных данных подобно тому, как ска-лярные машины обрабатывают отдельные элементы таких масси-вов. В этом случае каждый элемент вектора надо рассматривать как отдельный элемент потока данных. При работе в векторном режиме векторные процессоры обрабатывают данные практически параллельно, что делает их в несколько раз более быстрыми, чем при работе в скалярном режиме. Максимальная скорость передача данных в векторном формате может составлять 64 Гб/с, что на 2 порядка быстрее, чем в скалярных машинах. Примерами систем подобного типа является, например, процессоры фирм NEC и Hitachi

Вопрос #6 – “Архитектура однокристальных микро-ЭВМ семейства МСS-51”

МК i8051АН: CPU MCS-51, память программ 4096 байт, память данных 128 байт, 4 параллельных 8-x порта I/O, 2 16-x таймера, последовательный порт, внутренняя 8-x магистраль, гарвардская архитектура (см. вопрос 2), макс. размер адресного пространства каждого типа памяти – 64К, открытая архитектура.