ऐरे प्रोसेसर: आर्किटेक्चर, प्रकार, कार्य और इसके अनुप्रयोग

एक सुपरकंप्यूटर एक बहुत शक्तिशाली कंप्यूटर है जिसमें आर्किटेक्चर, संसाधन और घटक शामिल होते हैं जो उपभोक्ता को विशाल कंप्यूटिंग शक्ति प्रदान करते हैं। एक सुपरकंप्यूटर में भी बड़ी संख्या होती है प्रोसेसर जो प्रति सेकंड लाखों या अरबों संगणनाएँ करता है। तो ये कंप्यूटर कुछ ही सेकंड में कई कार्य कर सकते हैं। तीन प्रकार के सुपरकंप्यूटर कसकर जुड़े हुए क्लस्टर कंप्यूटर हैं जो एक इकाई की तरह एक साथ काम करते हैं। कमोडिटी कंप्यूटर कम विलंबता और उच्च-बैंडविड्थ LAN और अंत में वेक्टर प्रोसेसिंग कंप्यूटर से जुड़ सकते हैं जो एक ऐरे प्रोसेसर या वैक्टर पर निर्भर करते हैं। एक ऐरे प्रोसेसर एक सीपीयू की तरह होता है जो विभिन्न डेटा तत्वों पर गणितीय संचालन करने में मदद करता है। सबसे प्रसिद्ध ऐरे प्रोसेसर ILLIAC IV कंप्यूटर है जिसे बरोज़ कॉर्पोरेशन द्वारा डिज़ाइन किया गया है। यह लेख एक के अवलोकन पर चर्चा करता है सरणी प्रोसेसर - काम करना, प्रकार और अनुप्रयोग।

ऐरे प्रोसेसर क्या है?

एक प्रोसेसर जिसका उपयोग डेटा की विशाल सरणी पर विभिन्न संगणना करने के लिए किया जाता है, एक ऐरे प्रोसेसर कहलाता है। इस प्रोसेसर के लिए प्रयुक्त अन्य शब्द वेक्टर प्रोसेसर या मल्टीप्रोसेसर हैं। यह प्रोसेसर डेटा की एक सरणी पर एक समय में केवल एक ही निर्देश करता है। ये प्रोसेसर कम्प्यूटेशंस को निष्पादित करने के लिए विशाल डेटा सेट के साथ काम करते हैं। इसलिए, वे मुख्य रूप से कंप्यूटर के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

ऐरे प्रोसेसर आर्किटेक्चर

एक सरणी प्रोसेसर में कई एएलयू (अंकगणितीय तर्क इकाइयां) शामिल हैं जो सभी सरणी तत्वों को एक साथ संसाधित करने की अनुमति देता है। प्रोसेसर में प्रत्येक ALU को स्थानीय मेमोरी प्रदान की जाती है जिसे प्रोसेसिंग एलीमेंट या PE के रूप में जाना जाता है। इस प्रोसेसर का आर्किटेक्चर नीचे दिखाया गया है। इस प्रोसेसर का उपयोग करके, एक नियंत्रण इकाई के माध्यम से एक ही निर्देश जारी किया जाता है और वह निर्देश एक साथ कई डेटा सेटों पर लागू होता है। एकल निर्देश का उपयोग करके, डेटा की एक सरणी पर एक समान ऑपरेशन किया जाता है जो इसे वेक्टर संगणनाओं के लिए उपयुक्त बनाता है।

सरणी प्रसंस्करण वास्तुकला को 2-आयामी सरणी या मैट्रिक्स के रूप में जाना जाता है। यह आर्किटेक्चर द्वि-आयामी प्रोसेसर द्वारा कार्यान्वित किया जाता है। इस प्रोसेसर में, CPU एक ही निर्देश जारी करता है और उसके बाद, इसे एक नंबर पर लागू किया जाता है। एक साथ डेटा की। यह आर्किटेक्चर मुख्य रूप से इस तथ्य पर निर्भर करता है कि सभी डेटा सेट समान निर्देशों पर काम करते हैं, हालाँकि, यदि ये डेटा सेट एक-दूसरे पर निर्भर हैं, तो समानांतर प्रोसेसिंग लागू करना संभव नहीं है। इस प्रकार ये प्रोसेसर पूरे निर्देशों की तुलना में कुशलतापूर्वक योगदान करते हैं और प्रसंस्करण गति को बढ़ाते हैं।

ऐरे प्रोसेसर का कार्य करना

एक ऐरे प्रोसेसर में एक आर्किटेक्चर होता है जिसे मुख्य रूप से संख्याओं की सरणियों को प्रोसेस करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस प्रोसेसर आर्किटेक्चर में कई प्रोसेसर होते हैं जो एक साथ काम करते हैं, प्रत्येक एक सरणी तत्व को संभालता है, ताकि समानांतर में सभी सरणी तत्वों पर एक ही ऑपरेशन लागू हो। एक पारंपरिक प्रोसेसर के भीतर समान प्रभाव प्राप्त करने के लिए, ऑपरेशन को प्रत्येक सरणी तत्व पर क्रमिक रूप से और बहुत धीरे-धीरे लागू किया जाना चाहिए।

यह प्रोसेसर एक आंतरिक बस या I/O पोर्ट के माध्यम से मुख्य कंप्यूटर से जुड़ी एक स्व-निहित इकाई है। यह प्रोसेसर इंस्ट्रक्शन प्रोसेसिंग की समग्र गति को बढ़ाता है। ये प्रोसेसर समग्र सिस्टम क्षमता में सुधार के लिए होस्ट सीपीयू से अतुल्यकालिक रूप से काम करते हैं। यह प्रोसेसर एक बहुत ही शक्तिशाली उपकरण है जो उच्च स्तर की समानता के साथ समस्याओं को संभालता है।

ऐरे प्रोसेसर के प्रकार

ऐरे प्रोसेसर दो प्रकार के होते हैं जैसे; संलग्न और SIMD जिसकी चर्चा नीचे की गई है।

संलग्न ऐरे प्रोसेसर

संलग्न ऐरे प्रोसेसर की तरह सहायक प्रोसेसर नीचे दिखाया गया है। संख्यात्मक कम्प्यूटेशनल कार्यों के भीतर मशीन के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए यह प्रोसेसर बस एक कंप्यूटर से जुड़ा होता है। यह प्रोसेसर I/O इंटरफ़ेस और एक स्थानीय मेमोरी इंटरफ़ेस के माध्यम से सामान्य प्रयोजन के कंप्यूटर से जुड़ा है, जहां मुख्य और स्थानीय दोनों तरह की यादें जुड़ी हुई हैं। यह प्रोसेसर कई कार्यात्मक इकाइयों द्वारा समांतर प्रसंस्करण के माध्यम से उच्च प्रदर्शन प्राप्त करता है।

SIMD ऐरे प्रोसेसर

SIMD ('सिंगल इंस्ट्रक्शन एंड मल्टीपल डेटा स्ट्रीम') प्रोसेसर एक कंप्यूटर है जिसमें कई प्रोसेसिंग यूनिट होती हैं जो समानांतर में काम करती हैं। ये प्रसंस्करण इकाइयां सामान्य नियंत्रण इकाई (सीसीयू) की देखरेख में सिंक्रनाइज़ करने में एक ही ऑपरेशन करती हैं। SIMD प्रोसेसर में समान PE (प्रसंस्करण तत्व) का एक सेट शामिल होता है जहाँ प्रत्येक PES में एक स्थानीय मेमोरी होती है।

इस प्रोसेसर में एक मास्टर कंट्रोल यूनिट और मुख्य मेमोरी शामिल है। प्रोसेसर में मास्टर कंट्रोल यूनिट प्रसंस्करण तत्वों के संचालन को नियंत्रित करती है। और साथ ही, निर्देश को डिकोड करता है और यह निर्धारित करता है कि निर्देश कैसे निष्पादित किया जाता है। इसलिए, यदि निर्देश प्रोग्राम कंट्रोल या स्केलर है तो इसे सीधे मास्टर कंट्रोल यूनिट में निष्पादित किया जाता है। मुख्य मेमोरी मुख्य रूप से प्रोग्राम को स्टोर करने के लिए उपयोग की जाती है जबकि प्रत्येक प्रोसेसिंग यूनिट ऑपरेंड का उपयोग करती है जो इसकी स्थानीय मेमोरी में संग्रहीत होती है।

लाभ

ऐरे प्रोसेसर के फायदों में निम्नलिखित शामिल हैं।

• ऐरे प्रोसेसर संपूर्ण निर्देश प्रसंस्करण गति में सुधार करते हैं।
• ये प्रोसेसर होस्ट सीपीयू से अतुल्यकालिक रूप से चलते हैं, सिस्टम की समग्र क्षमता में सुधार होता है।
  इन प्रोसेसरों में उनकी अपनी स्थानीय मेमोरी शामिल होती है जो सिस्टम को अतिरिक्त मेमोरी प्रदान करती है। तो यह सीमित पता स्थान या भौतिक मेमोरी के माध्यम से सिस्टम के लिए एक महत्वपूर्ण विचार है।
• ये प्रोसेसर बड़ी मात्रा में डेटा पर गणना करते हैं।
• ये अत्यंत शक्तिशाली उपकरण हैं जो उच्च मात्रा में समानता के साथ समस्याओं से निपटने में मदद करते हैं।
• इस प्रोसेसर में कई एएलयू शामिल हैं जो सभी सरणी तत्वों को एक साथ संसाधित करने की अनुमति देते हैं।
• आम तौर पर, इस प्रोसेसर-ऐरे सिस्टम के I/O डिवाइस आवश्यक डेटा को सीधे मेमोरी में आपूर्ति करने में बहुत कुशल होते हैं।
• सेंसर की रेंज के साथ इस प्रोसेसर का उपयोग करने का मुख्य लाभ हल्का फुटप्रिंट है।

अनुप्रयोग

सरणी प्रोसेसर के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इस प्रोसेसर का उपयोग चिकित्सा और खगोल विज्ञान अनुप्रयोगों में किया जाता है।
• ये वाणी सुधार में बहुत सहायक होते हैं।
• इनका उपयोग सोनार और में किया जाता है राडार सिस्टम।
• ये एंटी-जैमिंग, भूकंपीय अन्वेषण और में लागू होते हैं ताररहित संपर्क .
• यह प्रोसेसर अंकगणितीय कम्प्यूटेशनल कार्यों के भीतर कंप्यूटर के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए एक सामान्य प्रयोजन के कंप्यूटर से जुड़ा है। तो यह कई कार्यात्मक इकाइयों द्वारा समांतर प्रसंस्करण के माध्यम से उच्च प्रदर्शन प्राप्त करता है।

इस प्रकार, यह एक ऐरे प्रोसेसर का अवलोकन है जिसमें संख्यात्मक सरणियों से निपटने के लिए एक विशिष्ट आर्किटेक्चर है। यह प्रोसेसर बनाया गया है एक स्वतंत्र इकाई के रूप में और यह एक आंतरिक बस या I/O पोर्ट के माध्यम से कंप्यूटर से जुड़ा होता है। ILLIAC IV कंप्यूटर सबसे प्रसिद्ध SIMD ऐरे प्रोसेसर है जिसे बरोज़ कॉर्पोरेशन द्वारा डिज़ाइन किया गया है . एक ऐरे प्रोसेसर और एक वेक्टर प्रोसेसर दोनों थोड़े अंतर के साथ समान हैं। इन दोनों प्रोसेसर के बीच का अंतर है; एक वेक्टर प्रोसेसर कई वेक्टर पाइपलाइनों का उपयोग करता है लेकिन एक ऐरे प्रोसेसर नंबर का उपयोग करता है। समानांतर में काम करने के लिए प्रसंस्करण तत्वों की। यहां आपके लिए एक प्रश्न है, ए क्या है प्रोसेसर ?