Projeto Lgico de Computadores Arquiteturas Avanadas Mquinas Paralelas

Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Máquinas Paralelas Prof. Arthur arthur@unip. br 2012 Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur

Máquinas SIMD 1 As máquinas SIMD são usadas na solução de problemas das áreas científica e de engenharia, que envolvam cálculos matemáticos pesados e que utilizem na sua solução estruturas de dados regulares, como vetores e matrizes. Essas máquinas caracterizam-se por possuírem uma única unidade de controle, que executam uma única instrução de cada vez, porém cada uma delas opera sobre diversos itens de dados. 1 SIMD - Single Instruction stream Multiple Data stream (uma sequência de instruções e várias sequências de dados) Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur

Máquinas SIMD Os dois principais tipos de computadores SIMD são, os que utilizam processamento matricial e processamento vetorial. Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur

Máquinas SIMD Processadores matriciais: São aqueles em que uma única unidade de controle gera sinais para controlar diversos elementos de processamento. Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur

Máquinas SIMD Processadores matriciais: Como uma única unidade de controle está gerenciando todos os elementos de processamento, esses elementos precisam trabalhar em sincronismo. Outro aspecto importante é a forma como estes elementos são interligados uns aos outros (topologia). Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur

Máquinas SIMD Processadores matriciais: As grades retangulares são muito utilizadas, pois se adequam à maioria dos problemas bidimensionais que envolvam matrizes e processamento de imagem, além de serem facilmente escaláveis. O aumento do número de processadores aumenta a banda passante do conjunto. Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur

Máquinas SIMD Processadores vetoriais: Uma aplicação típica de um problema de computação científica contém comandos do tipo: for (i=0; i<n; i++) a[i] = b[i] + c[i]; onde a, b e c são vetores. Este loop realiza a soma dos i-ésimos elementos de b e c, guardando o resultado no i-ésimo elemento de a. Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur

Máquinas SIMD Processadores vetoriais: Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur

Máquinas SIMD Processadores vetoriais: Os computadores vetoriais também precisam executar operações escalares (não vetoriais) e operações mistas de vetores com escalares. Operação Exemplos Ai = f 1(Bi) f 1 = cosseno, raiz quadrada Escalar = f 2 (A) f 2 = soma, mínimo Ai = f 3 (Bi, Ci) f 3 = soma, subtração Ai = f 4(escalar, Bi) f 4 = multiplicação de Bi por uma constante Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur

Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Máquinas Paralelas Prof. Arthur arthur@unip. br 2012 Projeto Lógico de Computadores Arquiteturas Avançadas Prof. Arthur