Векторно-конвеєрні комп’ютери

Класичним прикладом комп’ютерів даного типу є комп’ютери Cray C90, що був випущений на початку 90-х років. Даний комп’ютер містить 16 рівноцінних процесорів, з часом такту 4,1нс (250 МГц). Всі процесори однакові, як по характеристиках, так і по відношенню по розділенню ресурсів. Загальна структура зображена на рис. 15.

Рис. 15. Загальна структура векторно-конвеєрного комп’ютера.

Структура ОЗП

Кожне слово в пам’яті складається з 80 біт: 64 з них – біти даних, 16 біт – для корекції помилок. Для реалізації паралельного доступу вся пам'ять розбита на банки. При максимальній конфігурації вся пам'ять розбивається на 1024 банки, які в свою чергу об’єднуються в секції та підсекції. Кожна з восьми секцій включає в себе 8 підсекцій, кожна з яких включає 64 банки.

Характерною рисою даного комп’ютера є те, що при зверненні до пам’яті із кроком який рівний 2^к виникає конфлікт. Час вирішення якого збільшується із значенням степені.

Кожен процесор має доступ до ОЗП через чотири порти, що працюють зі швидкістю два слова за такт. З цих чотирьох портів обов’язково один виділяється для операції вводу/виводу, а ще один – для проведення запису.

Секція між процесорної взаємодії

Основне завдання – це передача даних та керуючої інформації між процесорами та синхронізація їх взаємної роботи. Містить розділені регістри та семафори, які об’єднуються в групи, що називаються кластерами.

Регістрова структура процесора

Так як всі процесори даного комп’ютера є однакові, то розглянемо структуру одного процесора. Кожен процесор вміє обробляти такі типи даних:

- адреси;

- скаляри;

- вектори.

Кожен процесор має набір основних та проміжних регістрів. До основних відносяться: А-регістри, що призначені для роботи з адресами, S-регістри, що призначені для роботи із скалярними даними. Проміжні регістри В та Т, призначені для запису проміжних результатів обміну процесора з пам’яттю. Адресні регістри містять вісім регістрів у основному наборі та 64 в проміжному. Всі регістри 64-розрядні і призначені для виконання скалярних операцій. Кожен з векторних регістрів містить 128 64-розрядних елементів призначені для збереження елементів вектора. Кількість таких регістрів – 8. Для виконання векторних операцій є два додаткових регістра – 8-розрядний VL, в якому зберігається довжина вектора та регістр 128-бітний VM – регістр маски. Якщо і-тий розряд даного регістра рівний 1, то процесор буде виконувати операції над і-тим елементом вектора.