Podcast
Questions and Answers
Care sunt cele două tipuri principale de paralelism utilizate în sistemele de calcul?
Care sunt cele două tipuri principale de paralelism utilizate în sistemele de calcul?
Care sunt nivelurile de granularitate ale paralelismului funcțional?
Care sunt nivelurile de granularitate ale paralelismului funcțional?
Taxonomia Flynn clasifică arhitecturile de calculatoare în funcție de tipul de paralelism utilizat.
Taxonomia Flynn clasifică arhitecturile de calculatoare în funcție de tipul de paralelism utilizat.
False (B)
Care arhitectură corespunde modelului SISD (Single Instruction stream, Single Data stream)?
Care arhitectură corespunde modelului SISD (Single Instruction stream, Single Data stream)?
Signup and view all the answers
Care dintre următoarele arhitecturi se încadrează în categoria MISD (Multiple Instruction stream, Single Data stream)?
Care dintre următoarele arhitecturi se încadrează în categoria MISD (Multiple Instruction stream, Single Data stream)?
Signup and view all the answers
Pentru ce sunt optimizate supercalculatoarele vectoriale?
Pentru ce sunt optimizate supercalculatoarele vectoriale?
Signup and view all the answers
Arhitecturile SIMD (Single Instruction stream, Multiple Data stream) execută instrucțiuni diferite pe seturi diferite de date simultan.
Arhitecturile SIMD (Single Instruction stream, Multiple Data stream) execută instrucțiuni diferite pe seturi diferite de date simultan.
Signup and view all the answers
Ce rol au elementele de procesare (EP) în arhitecturile SIMD?
Ce rol au elementele de procesare (EP) în arhitecturile SIMD?
Signup and view all the answers
Care dintre următoarele tipuri de rețele de interconectare pot fi utilizate în arhitecturile SIMD?
Care dintre următoarele tipuri de rețele de interconectare pot fi utilizate în arhitecturile SIMD?
Signup and view all the answers
Arhitecturile sistolice sunt formate dintr-un set de celule identice de prelucrare a datelor, care comunică între ele în mod asincron.
Arhitecturile sistolice sunt formate dintr-un set de celule identice de prelucrare a datelor, care comunică între ele în mod asincron.
Signup and view all the answers
Ce operații pot fi implementate eficient utilizând procesoarele sistolice?
Ce operații pot fi implementate eficient utilizând procesoarele sistolice?
Signup and view all the answers
Ce este un avantaj major al arhitecturilor sistolice?
Ce este un avantaj major al arhitecturilor sistolice?
Signup and view all the answers
Care sunt cele două tipuri de paralelism care pot fi utilizate?
Care sunt cele două tipuri de paralelism care pot fi utilizate?
Signup and view all the answers
Ce clasifică taxonomia Flynn?
Ce clasifică taxonomia Flynn?
Signup and view all the answers
Taxonomia Flynn ține cont de tipul de paralelism utilizat.
Taxonomia Flynn ține cont de tipul de paralelism utilizat.
Signup and view all the answers
Ce realizează taxonomia extinsă?
Ce realizează taxonomia extinsă?
Signup and view all the answers
Pentru ce sunt optimizate arhitecturile vectoriale?
Pentru ce sunt optimizate arhitecturile vectoriale?
Signup and view all the answers
Operațiile asupra vectorilor se execută în paralel.
Operațiile asupra vectorilor se execută în paralel.
Signup and view all the answers
Ce conțin arhitecturile SIMD?
Ce conțin arhitecturile SIMD?
Signup and view all the answers
Ce influențează semnificativ performanța arhitecturilor SIMD?
Ce influențează semnificativ performanța arhitecturilor SIMD?
Signup and view all the answers
Ce sunt procesoarele sistolice?
Ce sunt procesoarele sistolice?
Signup and view all the answers
Procesoarele sistolice conțin un număr mic de celule de prelucrare.
Procesoarele sistolice conțin un număr mic de celule de prelucrare.
Signup and view all the answers
Ce fel de celule sunt utilizate in arhitecturile sistolice?
Ce fel de celule sunt utilizate in arhitecturile sistolice?
Signup and view all the answers
Cum se mișcă cuvintele de date în arhitecturile sistolice?
Cum se mișcă cuvintele de date în arhitecturile sistolice?
Signup and view all the answers
Ce tip de arhitectură sistolică este similară cu un sistem pipeline cu etaje identice?
Ce tip de arhitectură sistolică este similară cu un sistem pipeline cu etaje identice?
Signup and view all the answers
Pentru ce sunt folosite procesoarele sistolice?
Pentru ce sunt folosite procesoarele sistolice?
Signup and view all the answers
Datele pot circula în mai multe direcții în arhitecturile sistolice?
Datele pot circula în mai multe direcții în arhitecturile sistolice?
Signup and view all the answers
Este necesară memorarea datelor înainte de a calcula X x Y, în cazul matricelor X și Y generate în timp real?
Este necesară memorarea datelor înainte de a calcula X x Y, în cazul matricelor X și Y generate în timp real?
Signup and view all the answers
Pentru ce sunt utilizate arhitecturile sistolice în mod specific?
Pentru ce sunt utilizate arhitecturile sistolice în mod specific?
Signup and view all the answers
Care dintre următoarele caracteristici sunt specifice arhitecturilor sistolice?
Care dintre următoarele caracteristici sunt specifice arhitecturilor sistolice?
Signup and view all the answers
Datele trebuie sa fie furnizate in arhitecturile sistolice, in secventa gresita.
Datele trebuie sa fie furnizate in arhitecturile sistolice, in secventa gresita.
Signup and view all the answers
Necesarul de circuite pentru implementarea arhitecturilor sistolice este relativ scăzut.
Necesarul de circuite pentru implementarea arhitecturilor sistolice este relativ scăzut.
Signup and view all the answers
Potriviți tipurile de arhitecturi cu caracteristicile lor:
Potriviți tipurile de arhitecturi cu caracteristicile lor:
Signup and view all the answers
Ce descrie schema bloc a unei arhitecturi vectoriale?
Ce descrie schema bloc a unei arhitecturi vectoriale?
Signup and view all the answers
Ce prezintă schema bloc a unei arhitecturi SIMD?
Ce prezintă schema bloc a unei arhitecturi SIMD?
Signup and view all the answers
Ce sunt seturi de instrucțiuni SIMD?
Ce sunt seturi de instrucțiuni SIMD?
Signup and view all the answers
Ce descrie principiul arhitecturilor sistolice?
Ce descrie principiul arhitecturilor sistolice?
Signup and view all the answers
Ce este o arhitectură sistolică pentru înmulțirea matricelor?
Ce este o arhitectură sistolică pentru înmulțirea matricelor?
Signup and view all the answers
Ce sunt caracteristicile arhitecturilor sistolice?
Ce sunt caracteristicile arhitecturilor sistolice?
Signup and view all the answers
Flashcards
Paralelism funcțional
Paralelism funcțional
Un tip de paralelism care derivă din logica unei soluții a problemei, apărând în toate descrierile formale ale soluției.
Paralelism de date
Paralelism de date
Un tip de paralelism care derivă din utilizarea structurilor de date care permit operații în paralel asupra elementelor de date.
Fir de execuție (thread)
Fir de execuție (thread)
Un fragment de cod care se poate executa în paralel cu alte fragmente. Este creat în cadrul unui proces și partajează resursele procesului.
Șir de instrucțiuni
Șir de instrucțiuni
Signup and view all the flashcards
Șir de date
Șir de date
Signup and view all the flashcards
SISD (Single Instruction stream, Single Data stream)
SISD (Single Instruction stream, Single Data stream)
Signup and view all the flashcards
MISD (Multiple Instruction stream, Single Data stream)
MISD (Multiple Instruction stream, Single Data stream)
Signup and view all the flashcards
SIMD (Single Instruction stream, Multiple Data stream)
SIMD (Single Instruction stream, Multiple Data stream)
Signup and view all the flashcards
MIMD (Multiple Instruction stream, Multiple Data stream)
MIMD (Multiple Instruction stream, Multiple Data stream)
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi vectoriale
Arhitecturi vectoriale
Signup and view all the flashcards
Paralelism la nivelul instrucțiunilor
Paralelism la nivelul instrucțiunilor
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi ILP (Instruction-Level Parallelism)
Arhitecturi ILP (Instruction-Level Parallelism)
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi cu fire de execuție multiple
Arhitecturi cu fire de execuție multiple
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi MIMD cu memorie partajată
Arhitecturi MIMD cu memorie partajată
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi MIMD cu memorie distribuită
Arhitecturi MIMD cu memorie distribuită
Signup and view all the flashcards
Paralelism la nivelul utilizatorilor
Paralelism la nivelul utilizatorilor
Signup and view all the flashcards
Tehnică pipeline
Tehnică pipeline
Signup and view all the flashcards
Arhitectura pipeline
Arhitectura pipeline
Signup and view all the flashcards
VLIW (Very Long Instruction Word)
VLIW (Very Long Instruction Word)
Signup and view all the flashcards
Superscalare
Superscalare
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi SIMD
Arhitecturi SIMD
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi sistolice
Arhitecturi sistolice
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi vectoriale
Arhitecturi vectoriale
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi cu memorie distribuită
Arhitecturi cu memorie distribuită
Signup and view all the flashcards
Arhitecturi specifice unor domenii
Arhitecturi specifice unor domenii
Signup and view all the flashcards
Study Notes
Cuprins
- Introducere
- Unitatea aritmetică și logică
- Sisteme de memorie
- Arhitecturi RISC
- Introducere în arhitecturi paralele
Tipuri și nivele de paralelism
- Există două tipuri de paralelism: funcțional și de date
- Paralelismul funcțional poate fi aplicat la mai multe nivele de granularitate (instrucțiuni, fire de execuție, procese sau utilizatori)
- Paralelismul de date derivă din structura datelor și permite operații paralele pe elemente de date.
Clasificarea arhitecturilor paralele
- Taxonomia Flynn
- Taxonomie extinsă
Taxonomia Flynn (1)
- Clasificarea arhitecturilor de calculatoare propusă de Michael Flynn
- Criteriul de clasificare: prezența unui singur șir sau a mai multor şiruri de instrucțiuni și de date
- Şir de instrucţiuni: set de instrucțiuni secvenţiale executate de un procesor
- Şir de date: fluxul secvenţial de date necesar şirului de instrucţiuni
Taxonomia Flynn (2)
- Clasificare în patru categorii: SISD, MISD, SIMD și MIMD
Taxonomia Flynn (3)
- SISD (Single Instruction stream, Single Data stream): Corespunde arhitecturilor von Neumann. Se execută o singură instrucțiune la un moment dat. Utilizează un singur registru contor de program.
Taxonomia Flynn (4)
- MISD (Multiple Instruction stream, Single Data stream): Mai multe instrucțiuni operează asupra aceleiași date. Este o clasă teoretică, aplicațiile sunt rare.
Taxonomia Flynn (5)
- O posibilă interpretare MISD este o clasă de calculatoare în care șirul de date este procesat de mai multe unități de prelucrare. Exemple: arhitecturi vectoriale sau arhitecturi pipeline.
Taxonomia Flynn (6)
- SIMD (Single Instruction stream, Multiple Data stream): O singură instrucţiune prelucrează simultan date diferite. Există mai multe procesoare de prelucrare și un singur procesor de control. Exemple: procesoare matriceale. Calculatoarele SIMD pot executa prelucrări vectoriale.
Taxonomia Flynn (7)
- MIMD (Multiple Instruction stream, Multiple Data stream): Arhitecturi cu mai multe procesoare de prelucrare. Mai multe instrucțiuni pot opera simultan asupra unor date diferite. Procesoare și procese multiple.
Taxonomia Flynn (8)
- Taxonomia Flynn nu ia în considerare tipul de paralelism utilizat și nivelul de granularitate. Au apărut arhitecturi hibride sau neconvenționale care nu pot fi clasificate în mod clar prin această taxonomie.
Taxonomie extinsă (1)
- Taxonomia realizează distincția între arhitecturi cu paralelism funcțional și cele cu paralelism de date.
- Arhitecturi vectoriale, SIMD, sistolice se bazează pe tipul de paralelism de date.
Taxonomie extinsă (2)
- Arhitecturi cu paralelism funcțional: pipeline/VLIW/superscalare.
- Arhitecturi cu paralelism la nivelul firelor de execuție: arhitecturi cu fire de execuție multiple, arhitecturi cu flux de date.
- Arhitecturi cu paralelism la nivelul proceselor: arhitecturi MIMD cu memorie distribuită/partajată.
Arhitecturi vectoriale (1)
- Aparțin categoriei MISD
- Supercalculatoare optimizate pentru execuția operațiilor cu vectori sau tablouri
- Prelucrarea unuia sau mai multor vectori pentru a obține un rezultat scalar
Arhitecturi vectoriale (2)
- Unitatea centrală utilizează tehnica pipeline
- Operațiile asupra vectorilor se execută serial asupra fiecărui element
- Tehnica pipeline se utilizează și pentru accesul la memorie
- Setul de registre poate păstra toate elementele unuia sau a mai multor vectori
Arhitecturi vectoriale (3)
- Diagramă care prezintă componentele unei arhitecturi vectoriale: Memorie principală, generator de adrese, controler vectorial, sistem pipeline aritmetic și procesor scalar.
Arhitecturi vectoriale (4)
- Memoria principală: Organizarea memoriei este un factor esențial pentru performanța sistemului. Se utilizează memorii cu unități multiple și intercalarea adreselor de memorie.
- Procesorul scalar: execută operațiile scalare (control program, SO, I/E).
- Comandă controlerul vectorial
Arhitecturi vectoriale (5)
- Controlerul vectorial: decodifică instrucțiunile vectoriale, inițiază operații ale generatorului de adrese și sistemului pipeline aritmetic.
- Generatorul de adrese și interfața cu memoria: asigură transferul rapid al datelor între sistemul pipeline aritmetic și memorie.
Arhitecturi vectoriale (6)
- Registrele: Au rol de buffer între memoria principală și sistemul pipeline aritmetic, permit acces mai rapid la date.
- Sistemul pipeline aritmetic: primește operanzi din registre și returnează rezultate în registre.
Arhitecturi vectoriale (7)
- Exemplu de adunare a doi vectori: Secvenţă serială pentru arhitectura SISD şi instrucţiuni vectoriale echivalente.
Arhitecturi vectoriale (8)
- Diagramă care prezintă memoria și etapele de calcul pentru operații vectoriale (pipeline).
Arhitecturi vectoriale (9)
- Caracteristici: memorie de viteză ridicată, număr mare de registre vectoriale și scalare, set de instrucțiuni vectoriale, operații paralele.
Arhitecturi vectoriale (10)
- Controler vectorial, interfețe memorie-registre-pipeline aritmetic.
- Exemple de arhitecturi vectoriale: Cray X-MP, Cray Y-MP, Cray X1, seria SX de la NEC.
Arhitecturi SIMD (1)
- Se numesc și procesoare matriceale
- Un singur PC și elemente de procesare (EP) multiple
- Fiecare EP execută aceeași instrucțiune la un moment dat (sincronizare)
- Fiecare EP prelucrează propriul șir de date (paralelism de date)
- EP interconectate printr-o rețea de interconectare (RI)
Arhitecturi SIMD (2)
- Diagramă care prezintă structura unei arhitecturi SIMD: procesor de control (PC), elemente de procesare (EP) și memorii, rețea de interconectare și magistrala memoriei.
Arhitecturi SIMD (3)
- Memoria: programare în blocuri separate, date distribuite, necesitatea accesului simultan la memorie de către PC și EP, conflicte potențiale.
Arhitecturi SIMD (4)
- Posibilitatea rearanjării datelor în memorie.
- Exemplu: însumarea elementelor dintr-o coloană a unei matrice.
Arhitecturi SIMD (5)
- Utilizarea rețelelor de interconectare între memorii și EP (Comutator).
- Procesoare de control: încarcă, decodifică și transferă instrucțiuni aritmetice/logice la EP; generează semnale de control și execută instrucțiuni de control
Arhitecturi SIMD (6)
- Elemente de procesare (EP): execută operații aritmetice/logice, sincronizate la nivel de instrucțiune; fiecare EP corespunde cu calea de date şi UAL dintr-un procesor SISD; unele EP pot fi dezactivate.
(Restul elementelor sunt identice)
Studying That Suits You
Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.
Related Documents
Description
Acest quiz explorează tipurile de paralelism utilizate în sistemele de calcul, inclusiv taxonomia Flynn și diferitele arhitecturi, cum ar fi SISD și SIMD. Află care sunt nivelurile de granularitate și rolul elementelor de procesare în arhitecturile SIMD, precum și utilizările supercalculatoarelor vectoriale.