Transcript TK2123-B6-MSelari

Mesin Selari
TK2123
1
Penggunaan CPU
Komputer yang biasa – 1 CPU & 1 ingatan
Masalah Von Neumann Bottleneck:
Pemprosesan lambat kerana CPU lebih pantas dari
ingatan
Penyelesaian
Guna bbr CPU atau bbr ALU
Untuk pemprosesan serentak
Dikenali sebagai komputer multipemprosesan atau
komputer selari
Untuk meningkatkan kecekapan komputer
Tingkatkan kelajuan pemproses
Perbaiki capaian ingatan
TK2123
2
Jenis pemprosesan
Pembahagian jenis komputer mengikut
pemprosesan - Flynn Taxonomy
FLYNN TAXONOMY
Single Instruction
SISD
Multiple Instruction
SIMD
MISD
TK2123
MIMD
3
Jenis Pemprosesan
SISD – Digunakan oleh mesin Von Neumann
SIMD
Vektor
Selari
MISD – Luar biasa
MIMD
Ingatan Terkongsi
Suis
Bas
Ingatan Teragih/sendiri
Suis
Bas
TK2123
4
MIMD Ingatan Teragih
Menggunakan banyak CPU yang dihubungkan
Setiap CPU kawal perlaksanaan operasi
secara berasingan
Boleh laksanakan pelbagai tugas serentak
2 cara sambungan
Sambungan langsung
Sambungan jaring/grid
Hubungan antara satu bucu dengan bucu yang
bertentangan adalah jauh
Penyelesaian: hiperkiub/n-kiub
TK2123
5
Sambungan Langsung
TK2123
6
Sambungan Jaring
TK2123
7
Sambungan hiperkiub
011
Laluan dari 100 ke 111
110
111
010
111
001
101
000
XATAU 100
011
Maka, laluan yang boleh
dilalui adalah 110 dan
101
100
TK2123
8
MIMD Ingatan Terkongsi-Bas
Guna bas – mudah
CPU1
CPU2
CPU3
Ingatan
Para
Ingatan
Para
Ingatan
Para
TK2123
Ingatan
9
MIMD Ingatan Terkongsi-Bas
Guna bas
Masalah: Von Neumann Bottleneck
Penyelesaian:guna ingatan para pada
semua CPU
Masalah: Koheren Ingatan para - -2 pemproses
membaca data yang sama. 1 pemproses
menubahnya.
Penyelesaian:
Perisian
Perkakasan
TK2123
10
MIMD Ingatan Terkongsi-Bas
Penyelesaian secara perisian
Klasifikasikan data
Terkongsi
Baca sahaja
Baca-tulis
Tidak terkongsi
Masalah pada data terkongsi baca-tulis
Penyelesaian: tidak dibenarkan pemparaan
TK2123
11
MIMD Ingatan Terkongsi-Bas
Penyelesaian secara perkakasan
Guna pengawal ingatan para & protokol
ketetapan ingatan para
Blok kata yang dikehendaki sahaja akan
dimuatkan ke dalam ingatan para
TK2123
12
MIMD Ingatan Terkongsi
Bersuis
Suis bersilang hubungkan n CPU
dengan k ingatan
Kebaikan – rangkaian tanpa halangan
Keburukan – guna byk titik rentas
(bertambah secara n2)
TK2123
13
Rangkaian Omega
Mempunyai log2 n peringkat/tahap dengan
n/2 suis pada setiap peringkat
Contoh:
Rangkaian Omega
8 CPU x 8 ingatan
Peringkat : log28 = 3
Bil suis : 8/2 = 4
Jum semua suis = 3 * 4 = 12
Suis Bersilang
8 CPU x 8 Ingatan =
64 Suis
Kurang titik rentas
Keburukan – rangkaian terhalang
TK2123
14
Rangkaian Omega
000
1A
2A
3A
000
001
001
010
010
1B
2B
3B
011
011
100
100
1C
2C
3C
101
101
110
110
111
1D
2D
TK2123
3D
111
15
Rangkaian Benes
Menyelesaikan masalah halangan dalam
rangkaian omega
Guna lebih banyak suis dan peringkat
Memberi lebih banyak pilihan laluan dari
CPU ke ingatan
TK2123
16
Komputer Selari SIMD
Melaksanakan aturcara yang sama
dengan set data yang berbeza secara
serentak
Lebih ringkat, murak & sgt pantas
Contoh: connection machine
TK2123
17
Connection Machine
Terdiri daripada
4 kuadran/penjujuk yang boleh beroperasi
berasingan
1 kuadran = 2 bahagian 8KPE (8192 pemproses)
Setiap kuadran Mempunyai
ALU
8Kb ingatan
4 bit bendera
Antaramuka dengan ingatan & sistem I/O
1 penentu laluan
TK2123
18
Connection Machine
Pengkompil ditulis dalam bahasa C atau LISP
Setiap bahagian 8KPE subkiub kuadran dibahagi
lagi kepada 2 bahagian 4KPE (256 cip pemproses)
Setiap 4KPE subkiub ini mempunyai sistem I/O
yang tersendiri
Lebar bas I/O = 64 bit
Mempunyai 39 pemacu cakera I/O – 1 cakera 1 bit
TK2123
19
Komputer vektor SIMD
Connection machine hanya sesuai untuk
menyelesaikan masalah kecerdasan buatan
Untuk aplikasi arithmetik titik apongan seperti
pemprosesan grafik – melibatkan operas
vektor
Connection machine tidak sesuai
Contoh komputer vektor SIMD –
superkomputer CRAY-1
TK2123
20
CRAY-1
Mempunyai
beberapa ALU yang boleh beroperasi
serentak
2 unit alamat untuk melakukan pengiraan
alamat
4 unit integer skalar untuk operasi
arithmetik
6 unit integer vektor untuk operasi vektor
TK2123
21