Стили и методы программирования


Нетрадиционные архитектуры - часть 4


Как следствие, в каждом из таких процессоров делались грубые системные ошибки, приводившие к затруднениям в программировании, а также к понижению скорости и гибкости вычислений. Тем не менее поскольку скорость света очень скоро поставит предел механическому увеличению пропускной способности каналов, к подобным схемам придется вернуться на другом уровне.

Конечно же, при реализации идеи возникают сложности. Пару из них демонстрирует следующий поток.

Поток данных с взаимодействующими циклами

Рис. 2.5.  Поток данных с взаимодействующими циклами

В потоке имеются два цикла, подготавливающие данные друг для друга. Возникает вопрос, а если один из циклов вторично подошел к точке, где требуются данные из другого, не устарели ли уже имеющиеся данные и не нужно ли подождать, пока они обновятся? Далее, здесь видно, что инициализацию потока данных часто необходимо выделять в самостоятельный блок, поскольку формально вычисление обоих циклов просто не сможет начаться.

Машины потоков данных уже несколько десятилетий используются на практике, так называемые суперЭВМ считают вычислительные задачи колоссальной трудоемкости (например, метеорологические). В подобных задачах, как правило, вычисление может быть записано в матричной алгебре, и новые матрицы строка за строкой вычисляются по старым. Таким образом, можно организовать конвейер, когда элементы целого вектора данных параллельно считаются по элементам предшествующего вектора, а переход к следующему происходит, когда все новые элементы посчитаны (так что вопрос о старении данных решается радикально: все, что использовалось для предыдущего вектора, по умолчанию считается устаревшим для следующего). Особенно хорошо конвейер работает, когда подпрограммы вычисления для каждого из элементов массива практически не изменяются (конечно же, для разных элементов они могут быть разные), поскольку инициализация процесса занимает много времени и сил. Конвейер с 1024 процессорами увеличивает производительность вычислений для некоторых реальных задач примерно в 300 раз, и для многих приблизительно в 100 раз.


Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин