던컨 분류법

Duncan's taxonomy

던컨의 분류법은 컴퓨터 아키텍처의 분류로 1990년 [1]랄프 던컨이 제안했다.Duncan은 파이프라인 벡터 프로세스를 [3]포함하도록 Flynn의 분류법을[2] 수정할 것을 제안했다.

분류법

이 분류법은 1988년에서 1990년 사이에 개발되었고 1990년에 처음 출판되었다.원래의 카테고리는 다음과 같습니다.

동기 아키텍처

이 범주에는 록스텝 방식으로 동시 실행을 조정하고 글로벌 클럭, 중앙 제어 장치 또는 벡터 장치 컨트롤러와 같은 메커니즘을 통해 이를 수행하는 모든 병렬 아키텍처가 포함됩니다.이 카테고리의 한층 더 세분화는, 주로 동기 [1]기구에 근거해 행해진다.

파이프라인 벡터 프로세서

파이프라인 벡터 프로세서는 배열 또는 벡터 요소의 시퀀셜 스트림을 받아들이는 파이프라인 기능 유닛에 의해 특징지어지며, 따라서 채워진 파이프라인 내의 다른 스테이지가 특정 시간에 [4]벡터의 다른 요소를 처리합니다.병렬화는 위에서 설명한 개별 기능 단위의 파이프라이닝과 이와 같은 종류의 여러 장치를 병렬로 작동시키고 [4]입력으로서 한 장치의 출력을 다른 장치에 체인으로 연결함으로써 제공됩니다.

특수 벡터 레지스터에서 기능 유닛으로 벡터 요소를 스트리밍하는 벡터 아키텍처를 레지스터 대 레지스터 아키텍처라고 하며, 특수 메모리 버퍼에서 기능 유닛을 공급하는 아키텍처를 메모리 [1]대 메모리 아키텍처라고 한다.1960년대와 1970년대 초반의 등록 대상 아키텍처의 초기 예로는 Cray-1과[5] Fujitsu VP-200이 있으며 Control Data Corporation STAR-100, CDC 205 및 Texas Instruments Advanced Scientific Computer는 메모리 대 메모리 [6]벡터 아키텍처의 초기 예입니다.

1980년대 후반과 1990년대 초반에는 공유 메모리를 갖춘 4-10 벡터 프로세서를 지원하는 Cray Y-MP/4 및 NEC SX-3와 같은 벡터 아키텍처가 도입되었습니다(NEC SX 아키텍처 참조).RISC-V RVV는 벡터 처리의 현대적 부활의 시작을 나타낼 수 있습니다.

SIMD

이 스킴에서는 프로세서 어레이 및 관련 메모리 서브 클래스의 루트 클래스로 Flynn 분류법의 SIMD(단일 명령 스트림, 다중 데이터 스트림) 카테고리를 사용합니다.SIMD 아키텍처는[7] 제어 유닛이 모든 처리 요소에 공통 명령어를 브로드캐스트하는 것을 특징으로 하며, 이 명령어는 로컬 데이터로부터 다양한 오퍼랜드에 대해 록 스텝으로 실행됩니다.일반적인 기능으로는 개별 프로세서가 명령을 비활성화하는 기능과 상호 연결 네트워크를 통해 명령 결과를 직접 인접 라우터에 전파하는 기능이 있습니다.

프로세서 어레이
연상 메모리

수축기 어레이

1980년대에 [8]제안된 수축기 어레이는 데이터 및 부분 결과를 일반 로컬 상호 연결 [1]네트워크를 통해 프로세서에서 프로세서로 리드미컬하게 펌프하는 멀티프로세서입니다.수축기 아키텍처는 글로벌클럭과 명시적인 타이밍 지연을 사용하여 프로세서에서 [1]프로세서로 데이터 흐름을 동기화합니다.수축기 시스템 내의 각 프로세서는 데이터 및 결과가 [8]인접 프로세서에 펄스되기 전에 명령의 불변 시퀀스를 실행한다.

MIMD 아키텍처

Flynn의 다중 명령-다중 데이터 스트림 용어를 기반으로 하는 이 범주는 프로세서가 엄격한 동기화 없이 (잠재적으로) 다른 데이터 스트림에서 여러 명령 시퀀스를 실행하는 광범위한 아키텍처에 걸쳐 있습니다.명령 스트림과 데이터 스트림은 프로세서마다 다를 수 있지만 반드시 다를 필요는 없습니다.따라서 MIMD 아키텍처는 항상 다양한 단계에 있는 동일한 프로그램을 실행하거나 각 프로세서에서 고유한 명령과 데이터 스트림을 실행하거나 이러한 시나리오의 조합을 실행할 수 있습니다.이 카테고리는 주로 메모리 [1]구성에 따라 세분됩니다.

분산 메모리

공유 메모리

MIMD-Paradigm 아키텍처

MIMD 기반 패러다임 범주는 특정 프로그래밍 또는 실행 패러다임이 적어도 구조적 고려사항만큼 아키텍처 설계에 기초적인 시스템을 가정합니다.따라서 데이터 플로우 아키텍처와 리덕션 머신의 설계는 프로세서와 메모리를 MIMD 방식으로 연결하는 제품인 만큼 이들의 고유한 실행 패러다임을 뒷받침하는 제품입니다.범주의 세분화는 이러한 패러다임에 [1]의해 정의됩니다.

MIMD/SIMD 하이브리드

데이터 플로우 머신

환원기

Wavefront 어레이

레퍼런스

9. C Xavier와 S Iyengar, 병렬 프로그래밍 입문

  1. ^ a b c d e f g Duncan, Ralph, "A Survey of Parallel Computer Architectures", IEEE Computer.1990년 2월, 페이지 5-16
  2. ^ M.J. Flynn, "Very High Speed Computing Systems", Proc.IEEE, 제54권, 1966, 1901-1909페이지.
  3. ^ 병렬 알고리즘의 개요
  4. ^ a b Hwang, K., ED, 튜토리얼 슈퍼컴퓨터: 설계 및 응용 프로그램.Computer Society Press, 캘리포니아, 로스앨러미토스, 1984, 특히 제1장과 제2장.
  5. ^ 러셀, R.M. "The CRAY-1 Computer System" 통신사ACM, 1978년 1월, 페이지 63-72
  6. ^ W.J. 왓슨, ASC: 고도로 모듈화된 유연한 슈퍼 컴퓨터 아키텍처, Proc.AFIPS 가을 합동 컴퓨터 컨퍼런스, 1972, 페이지 221-228.
  7. ^ 마이클 유르치크와 토마스 슈베더스키입니다.SIMD-Processing: Concepts and Systems", 병렬 및 분산 컴퓨팅 핸드북 649-679 페이지, A. Zomaya, ed., McGraw-Hill, 1996.
  8. ^ a b Kung, H.T., "왜 수축기 배열?", 컴퓨터, 제15권, 제1호, 1982년 1월, 페이지 37-46.