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procesadores vectoriales

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by

Isra Morales

on 6 October 2013

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Transcript of procesadores vectoriales

Procesadores Vectoriales
y Matriciales

¿Que son?
Es un conjunto de recursos para efectuar operaciones sobre vectores. Estas operaciones consistirán en funciones aritméticas y lógicas aplicadas sobre las componentes de los vectores. La diferencia entre un procesador vectorial y uno escalar se encuentra en
que el procesador vectorial puede decodificar instrucciones cuyos operandos son vectores completos.
Características
Arquitectura orientada a procesar vectores.
Dispone de instrucciones máquina que implementan operaciones sobre vectores.
Segmentan las operaciones sobre los elementos de un vector y los accesos a memoria.
SuperComputadoras
Máquinas con múltiples elementos de proceso (EP) supervisados por una unidad de control (UC) capaces de llevar a cabo una única instrucción sobre múltiples datos y corresponden a la clase SIMD de la taxonomía de Flynn
Diferencias entre SIMD
y MIMD
En un MIMD los procesadores son autónomos y pueden ejecutar sus propios programas de manera asíncrona. Dificultad en la programación. En una SIMD sincronización más fácil porque viene controlada por una única UC.
Actualidad
proyecto en marcha en USA (Kestrel project, 512 EPs). Desarrollo de un sistema coprocesador diseñado para acelerar análisis ADN.
Los procesadores vectoriales son muy comunes en el área de la computación científica, formando la base de la mayor parte de los supercomputadores durante los años 80 y 90

Los procesadores vectoriales proporcionan operaciones de alto nivel que trabajan sobre vectore
Creación
Comenzó a principios de 1960
El objetivo de Salomón era aumentar drásticamente el rendimiento de matemáticas mediante el uso de un gran número de operaciones matemáticas sencillas co-procesadores bajo el control de un solo CPU maestra

La CPU era manipulada con una sola instrucción común en todas las unidades lógicas aritméticas, uno por cada "ciclo", pero con un punto de datos diferente para cada uno de ellos a trabajar.
Cray-1
El Cray-1 fue un superordenador diseñado por un importante número de informáticos encabezados por Seymour Cray para Cray Research. El primer sistema Cray-1 fue instalado en el laboratorio nacional de Los Álamos en 1976. Es uno de los supercomputadores más conocidos y exitosos de la historia, y de los más potentes en su época.
Como características técnicas, la primera versión (Cray-1A) operaba con procesadores vectoriales a 80 MHz, era un sistema de 64-bits y pesaba 5,5 toneladas, incluyendo el sistema de refrigeración por freón; pese a su gran tamaño solo tenía 16 MB de Ram.
Cray X-MP
Fue la primera computadora de procesador vectorial, memoria compartida y proceso paralelo de la compañía. Fue el sucesor de 1982 del Cray-1 de 1976, y el computador más rápido del mundo entre 1983 y 1985. El principal diseñador fue Steve Chen.
El X-MP era vendido con uno, dos o cuatro procesadores y con una memoria principal RAM de 16 a 128 MB direccionables.1 (mientras que la capacidad inicial estaba limitada a 128 MB con un registro de direccionamiento de 24 bit, l
Cray-2
Fue la computadora más veloz en el mundo cuando fue lanzada, remplazando a la X-MP (también de CRI) en ese puesto. Era capaz de alcanzar picos de 1,9 GFLOPS y sólo fue desplazada del primer puesto por la ETA-10G en 1990. Sólo realiza cálculos matemáticos muy complejos y operaciones lógicas de alto nivel.
El Cray-2 fue primordialmente desarrollado para los Departamentos de Estados Unidos de Defensa y Energía. Se utilizaron para el desarrollo de armas nucleares o investigación oceanográfica. Sin embargo, el Cray-2 también fue usado en aplicaciones civiles (como el NASA Ames Research Center), universidades y corporaciones alrededor del mundo.
Cray C90
La serie Cray C90 (inicialmente llamado Y-MP C90) fue una supercomputadora de procesador vectorial lanzada por Cray Research en 1991. El C90 fue un desarrollo de la arquitectura Cray Y-MP. Comparado con el Y-MP, el procesador C90 tenía una doble línea de ejecución vectorial y un ciclo de reloj más rápido de 4,1 ns (244 MHz), el cual le daba un rendimiento tres veces superior al del procesador Y-MP.
Cray Y-MP
El Y-MP podía estar equipado con dos, cuatro u ocho procesadores vectoriales, con dos unidades funcionales cada uno y un ciclo de reloj de 6 ns (167 MHz). De esta manera, se alcanzó un rendimiento pico de 333 megaflops por procesador. La memoria principal estaba compuesta por una SRAM de 128, 256 o 512 MB.
procesadores matriciales (MIMD)
Evolución de los computadores matriciales

• El desarrollo de las máquinas SIMD se debió a que antiguamente el diseño de unidades de control era costoso.
• Entre 1980 y 1990 los microprocesadores empiezan a abaratarse. Construir SIMD se vuelve menos rentable que colocar microprocesadores por nodo (MIMD).
MPP
El MPP (Massively Parallel Processor) es un procesador de alta integración, desarrollado por la NASA para
procesar las imágenes enviadas por los satélites artificiales.
Contiene una matriz de 128 X 128 = 16.384 microprocesadores en paralelo.
Dispone de 132 columnas, 128 normales y 4 de reserva para sustituir alguna columna defectuosa
procesador STARAN
El STARAN se compone de 32 módulos asociativos de matrices, como máximo.
Cada módulo dispone de una memoria de 256 palabras de 256 bits cada una, de acceso multidimensional, una
red de permutación y un selector, tal como se muestra en la figura.
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