வரிசை செயலி: கட்டிடக்கலை, வகைகள், வேலை மற்றும் அதன் பயன்பாடுகள்

ஒரு சூப்பர் கம்ப்யூட்டர் என்பது மிகவும் சக்திவாய்ந்த கணினி ஆகும், இது கட்டிடக்கலை, வளங்கள் மற்றும் கூறுகளை உள்ளடக்கியது, இது நுகர்வோருக்கு மிகப்பெரிய கணினி சக்தியை வழங்குகிறது. ஒரு சூப்பர் கம்ப்யூட்டரும் அதிக எண்ணிக்கையில் உள்ளது செயலிகள் ஒவ்வொரு நொடியும் மில்லியன் அல்லது பில்லியன் கணக்கீடுகளை செய்கிறது. எனவே இந்த கணினிகள் சில நொடிகளில் எண்ணற்ற பணிகளைச் செய்துவிடும். மூன்று வகையான சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்கள் இறுக்கமாக இணைக்கப்பட்ட கிளஸ்டர் கம்ப்யூட்டர்கள் ஒரு யூனிட் போல ஒன்றாக வேலை செய்கின்றன. கமாடிட்டி கம்ப்யூட்டர்கள் குறைந்த லேட்டன்சி மற்றும் உயர் அலைவரிசை லேன்களுடன் இணைக்க முடியும் மற்றும் இறுதியாக வரிசை செயலி அல்லது வெக்டார்களை சார்ந்திருக்கும் திசையன் செயலாக்க கணினிகள். ஒரு வரிசை செயலி என்பது ஒரு CPU போன்றது, இது பல்வேறு தரவு கூறுகளில் கணித செயல்பாடுகளைச் செய்ய உதவுகிறது. பர்ரோஸ் கார்ப்பரேஷனால் வடிவமைக்கப்பட்ட ILLIAC IV கணினி மிகவும் பிரபலமான வரிசை செயலி ஆகும். ஒரு கண்ணோட்டத்தை இந்த கட்டுரை விவாதிக்கிறது வரிசை செயலி - வேலை, வகைகள் மற்றும் பயன்பாடுகள்.

வரிசை செயலி என்றால் என்ன?

ஒரு பெரிய அளவிலான தரவுகளில் வெவ்வேறு கணக்கீடுகளைச் செய்யப் பயன்படும் செயலி வரிசை செயலி எனப்படும். இந்த செயலிக்கு பயன்படுத்தப்படும் மற்ற சொற்கள் வெக்டர் செயலிகள் அல்லது மல்டிபிராசசர்கள். இந்த செயலி தரவுகளின் வரிசையில் ஒரு நேரத்தில் ஒரே ஒரு அறிவுறுத்தலை மட்டுமே செய்கிறது. இந்த செயலிகள் கணக்கீடுகளை செயல்படுத்த பெரிய தரவு தொகுப்புகளுடன் வேலை செய்கின்றன. எனவே, அவை முக்கியமாக கணினிகளின் செயல்திறனை அதிகரிக்கப் பயன்படுகின்றன.

வரிசை செயலி கட்டமைப்பு

ஒரு வரிசை செயலி பல ALUகளை (எண்கணித லாஜிக் யூனிட்கள்) உள்ளடக்கியது, இது அனைத்து வரிசை கூறுகளையும் ஒன்றாக செயலாக்க அனுமதிக்கிறது. செயலியில் உள்ள ஒவ்வொரு ALU க்கும் உள்ளூர் நினைவகம் வழங்கப்படுகிறது, இது செயலாக்க உறுப்பு அல்லது PE என அறியப்படுகிறது. இந்த செயலியின் கட்டமைப்பு கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த செயலியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஒரு கட்டுப்பாட்டு அலகு மூலம் ஒரு அறிவுறுத்தல் வழங்கப்படுகிறது & அந்த அறிவுறுத்தல் ஒரே நேரத்தில் பல தரவுத் தொகுப்புகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒற்றை அறிவுறுத்தலைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இதேபோன்ற செயல்பாடு தரவுகளின் வரிசையில் செய்யப்படுகிறது, இது திசையன் கணக்கீடுகளுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.

வரிசை செயலாக்க கட்டமைப்பு 2 பரிமாண வரிசை அல்லது அணி என அழைக்கப்படுகிறது. இந்த கட்டமைப்பு இரு பரிமாண செயலி மூலம் செயல்படுத்தப்படுகிறது. இந்த செயலியில், CPU ஒரு ஒற்றை அறிவுறுத்தலை வெளியிடுகிறது மற்றும் அதன் பிறகு, அது ஒரு எண்ணுக்குப் பயன்படுத்தப்படும். ஒரே நேரத்தில் தரவு. இந்த கட்டமைப்பு முக்கியமாக எல்லா தரவுத் தொகுப்புகளும் ஒரே மாதிரியான அறிவுறுத்தல்களின்படி செயல்படுவதைப் பொறுத்தது, இருப்பினும், இந்தத் தரவுத் தொகுப்புகள் ஒன்றையொன்று சார்ந்து இருந்தால், இணையான செயலாக்கத்தைப் பயன்படுத்துவதை அடைய முடியாது. இதனால் இந்த செயலிகள் திறமையாக பங்களிக்கின்றன & முழு வழிமுறைகளுடன் ஒப்பிடும் போது செயலாக்க வேகத்தை அதிகரிக்கின்றன.

வரிசை செயலியின் வேலை

ஒரு வரிசை செயலியானது எண்களின் வரிசைகளை செயலாக்குவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது. இந்த செயலி கட்டமைப்பு ஒரே நேரத்தில் செயல்படும் பல செயலிகளைக் கொண்டுள்ளது, ஒவ்வொன்றும் ஒரு வரிசை உறுப்புகளைக் கையாளுகிறது, இதனால் அனைத்து வரிசை உறுப்புகளுக்கும் இணையாக ஒரே செயல்பாடு பயன்படுத்தப்படுகிறது. வழக்கமான செயலியில் அதே விளைவைப் பெற, செயல்பாடு ஒவ்வொரு வரிசை உறுப்புக்கும் தொடர்ச்சியாகவும் மிகவும் மெதுவாகவும் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்.

இந்த செயலி ஒரு உள் பஸ் அல்லது I/O போர்ட் மூலம் பிரதான கணினியுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு தன்னிறைவான அலகு ஆகும். இந்த செயலி அறிவுறுத்தல் செயலாக்கத்தின் ஒட்டுமொத்த வேகத்தை அதிகரிக்கிறது. இந்த செயலிகள் ஒட்டுமொத்த கணினி திறனை மேம்படுத்த ஹோஸ்ட் CPU இலிருந்து ஒத்திசைவற்ற முறையில் செயல்படுகின்றன. இந்த செயலி மிகவும் சக்திவாய்ந்த கருவியாகும், இது அதிக அளவிலான இணையான சிக்கல்களைக் கையாளுகிறது.

வரிசை செயலியின் வகைகள்

வரிசை செயலி போன்ற இரண்டு வகைகள் உள்ளன; இணைக்கப்பட்ட மற்றும் SIMD கீழே விவாதிக்கப்படும்.

இணைக்கப்பட்ட வரிசை செயலி

இணைக்கப்பட்ட வரிசை செயலி போன்ற துணை செயலி கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த செயலி, எண்ணியல் கணக்கீட்டு பணிகளுக்குள் ஒரு இயந்திரத்தின் செயல்திறனை அதிகரிக்க கணினியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த செயலி ஒரு I/O இடைமுகம் மற்றும் லோக்கல் மெமரி இன்டர்ஃபேஸ் மூலம் ஜெனரல் பர்ப்பஸ் கம்ப்யூட்டருடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இதில் முக்கிய மற்றும் உள்ளூர் போன்ற இரண்டு நினைவுகளும் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த செயலி பல செயல்பாட்டு அலகுகள் மூலம் இணை செயலாக்கத்தின் மூலம் உயர் செயல்திறனை அடைகிறது.

SIMD வரிசை செயலி

SIMD (‘Single Instruction and Multiple Data Stream’) செயலிகள் என்பது இணையாக இயங்கும் பல செயலாக்க அலகுகளைக் கொண்ட கணினிகள் ஆகும். இந்த செயலாக்க அலகுகள் பொதுவான கட்டுப்பாட்டு அலகு (CCU) மேற்பார்வையின் கீழ் ஒத்திசைப்பதில் அதே செயல்பாட்டைச் செய்கின்றன. SIMD செயலியானது ஒரே மாதிரியான PEகளின் (செயலாக்க கூறுகள்) ஒரு தொகுப்பை உள்ளடக்கியது, அங்கு ஒவ்வொரு PESக்கும் உள்ளூர் நினைவகம் உள்ளது.

இந்த செயலியில் மாஸ்டர் கண்ட்ரோல் யூனிட் மற்றும் மெயின் மெமரி ஆகியவை அடங்கும். செயலியில் உள்ள முதன்மை கட்டுப்பாட்டு அலகு செயலாக்க உறுப்புகளின் செயல்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. மேலும், அறிவுறுத்தலை டிகோட் செய்து, அறிவுறுத்தல் எவ்வாறு செயல்படுத்தப்படுகிறது என்பதை தீர்மானிக்கிறது. எனவே, அறிவுறுத்தல் நிரல் கட்டுப்பாடு அல்லது அளவுகோலாக இருந்தால், அது முதன்மைக் கட்டுப்பாட்டு அலகுக்கு நேரடியாகச் செயல்படுத்தப்படும். பிரதான நினைவகம் முக்கியமாக நிரலைச் சேமிக்கப் பயன்படுகிறது, அதே சமயம் ஒவ்வொரு செயலாக்க அலகும் அதன் உள்ளூர் நினைவகத்தில் சேமிக்கப்படும் இயக்கங்களைப் பயன்படுத்துகிறது.

நன்மைகள்

வரிசை செயலியின் நன்மைகள் பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்குகின்றன.

• வரிசை செயலிகள் முழு வழிமுறை செயலாக்க வேகத்தையும் மேம்படுத்துகின்றன.
• இந்த செயலிகள் ஹோஸ்ட் CPU இலிருந்து ஒத்திசைவற்ற முறையில் இயங்குகின்றன, கணினியின் ஒட்டுமொத்த திறன் மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.
  இந்த செயலிகள் தங்கள் சொந்த உள்ளூர் நினைவகத்தை உள்ளடக்கியது, இது கணினிகளுக்கு கூடுதல் நினைவகத்தை வழங்குகிறது. எனவே வரையறுக்கப்பட்ட முகவரி இடம் அல்லது உடல் நினைவகம் மூலம் கணினிகளுக்கு இது ஒரு முக்கியமான கருத்தாகும்.
• இந்த செயலிகள் ஒரு பெரிய அளவிலான தரவுகளில் கணக்கீடுகளைச் செய்கின்றன.
• இவை மிகவும் சக்திவாய்ந்த கருவிகளாகும், அவை அதிக அளவு இணையாக சிக்கல்களைக் கையாள உதவுகின்றன.
• இந்த செயலியில் பல ALUகள் உள்ளன, அவை அனைத்து வரிசை உறுப்புகளையும் ஒரே நேரத்தில் செயலாக்க அனுமதிக்கின்றன.
• பொதுவாக, இந்த செயலி-வரிசை அமைப்பின் I/O சாதனங்கள் நினைவகத்திற்கு தேவையான தரவை நேரடியாக வழங்குவதில் மிகவும் திறமையானவை.
• சென்சார்கள் வரம்புடன் இந்த செயலியைப் பயன்படுத்துவதன் முக்கிய நன்மை ஒரு சிறிய தடம்.

விண்ணப்பங்கள்

தி வரிசை செயலிகளின் பயன்பாடுகள் பின்வருவன அடங்கும்.

• இந்த செயலி மருத்துவம் மற்றும் வானியல் பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• இவை பேச்சு வளர்ச்சிக்கு மிகவும் உதவியாக இருக்கும்.
• இவை சோனாரில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன மற்றும் ரேடார் அமைப்புகள்.
• இவை எதிர்ப்பு நெரிசல், நில அதிர்வு ஆய்வு & கம்பியில்லா தொடர்பு .
• எண்கணித கணக்கீட்டு பணிகளுக்குள் கணினியின் செயல்திறனை மேம்படுத்த இந்த செயலி ஒரு பொது-நோக்கு கணினியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. எனவே இது பல செயல்பாட்டு அலகுகளால் இணையான செயலாக்கத்தின் மூலம் உயர் செயல்திறனை அடைகிறது.

எனவே, இது எண் வரிசைகளைக் கையாள்வதற்கான ஒரு குறிப்பிட்ட கட்டமைப்பைக் கொண்ட வரிசை செயலியின் கண்ணோட்டமாகும். இது செயலி வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது ஒரு சுயாதீன அலகு மற்றும் அது ஒரு உள் பஸ் அல்லது I/O போர்ட் மூலம் கணினியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. ILLIAC IV கணினி என்பது பர்ரோஸ் கார்ப்பரேஷனால் வடிவமைக்கப்பட்ட மிகவும் பிரபலமான SIMD வரிசை செயலி ஆகும். . ஒரு வரிசை செயலி மற்றும் ஒரு திசையன் செயலி இரண்டும் சிறிய வித்தியாசத்துடன் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். இந்த இரண்டு செயலிகளுக்கும் இடையே உள்ள வேறுபாடு; ஒரு திசையன் செயலி பல திசையன் பைப்லைன்களைப் பயன்படுத்துகிறது, ஆனால் ஒரு வரிசை செயலி ஒரு எண்ணைப் பயன்படுத்துகிறது. செயலாக்க உறுப்புகள் இணையாக வேலை செய்ய வேண்டும். இதோ உங்களுக்காக ஒரு கேள்வி, அது என்ன செயலி ?