Although the performance of mainfra

Although the performance of mainframe general-purpose computers continues to
improve relentlessly, there continue to be applications that are beyond the reach of
the contemporary mainframe. There is a need for computers to solve mathematical
problems of physical processes, such as occur in disciplines including aerodynamics,
seismology, meteorology, and atomic, nuclear, and plasma physics.
Typically, these problems are characterized by the need for high precision and
a program that repetitively performs floating-point arithmetic operations on
large arrays of numbers. Most of these problems fall into the category known as
continuous-field simulation.In essence, a physical situation can be described by a
surface or region in three dimensions (e.g., the flow of air adjacent to the surface of
a rocket).This surface is approximated by a grid of points.A set of differential equa
tions defines the physical behavior of the surface at each point. The equations are
represented as an array of values and coefficients, and the solution involves re
peated arithmetic operations on the arrays of data.
Supercomputers were developed to handle these types of problems. These ma
chines are typically capable of billions of floating-point operations per second. In
contrast to mainframes, which are designed for multiprogramming and intensive I/O,
the supercomputer is optimized for the type of numerical calculation just described.
The supercomputer has limited use and, because of its price tag, a limited mar
ket. Comparatively few of these machines are operational, mostly at research
centers and some government agencies with scientific or engineering functions. As
with other areas of computer technology, there is a constant demand to increase the
performance of the supercomputer. Thus, the technology and performance of the
supercomputer continues to evolve.
There is another type of system that has been designed to address the need for
vector computation, referred to as the array processor.Although a supercomputer is
optimized for vector computation, it is a general-purpose computer, capable of han
dling scalar processing and general data processing tasks. Array processors do not
include scalar processing; they are configured as peripheral devices by both main
frame and minicomputer users to run the vectorized portions of programs.
Approaches to Vector Computation
The key to the design of a supercomputer or array processor is to recognize that the
main task is to perform arithmetic operations on arrays or vectors of floating-point
numbers. In a general-purpose computer, this will require iteration through each
element of the array. For example, consider two vectors (one-dimensional arrays) of
numbers,Aand B.We would like to add these and place the result in C. In the ex
ample of Figure 17.14, this requires six separate additions. How could we speed up
this computation? The answer is to introduce some form of parallelism.
Several approaches have been taken to achieving parallelism in vector computa
tion.We illustrate this with an example.Consider the vector multiplication
whereA,B,andCare matrices.The formula for each element of C

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ถึงแม้ว่าประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อใช้งานทั่วไปเมนเฟรมยังคง
ปรับปรุงอย่างไม่ลดละมียังคงมีการใช้งานที่อยู่นอกเหนือการเข้าถึงของ
เมนเฟรมร่วมสมัย มีความจำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์ในการแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์
ของกระบวนการทางกายภาพเช่นที่เกิดขึ้นในสาขาวิชารวมทั้งอากาศพลศาสตร์,
seismology อุตุนิยมวิทยาและฟิสิกส์อะตอมนิวเคลียร์และพลาสม่า. เป็น
โดยทั่วไปแล้วปัญหาเหล​​่านี้มีลักษณะที่จำเป็นสำหรับความแม่นยำสูงและ
โปรแกรมที่โม้ดำเนินการกับจุดทศนิยมในอาร์เรย์ขนาดใหญ่ของตัวเลข
ส่วนใหญ่ของปัญหาเหล​​่านี้ตกอยู่ในประเภทที่รู้จักกันเป็นสาระสำคัญ
simulation.in ต่อเนื่องฟิลด์สถานการณ์ทางกายภาพที่สามารถอธิบายได้ด้วยพื้นผิว
หรือภูมิภาคในสามมิติ (เช่นการไหลเวียนของอากาศที่อยู่ติดกับพื้นผิวของจรวด
). พื้นผิวนี้เป็นห้วงตามตารางของ points.a ตั้งของความแตกต่างสม tions
กำหนดพฤติกรรมทางกายภาพของพื้นผิวแต่ละจุด สมการกำลัง
แสดงเป็นอาร์เรย์ของค่าและค่าสัมประสิทธิ์และการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการ re
ดำเนินการเลขคณิต peated ในอาร์เรย์ของข้อมูล.
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อจัดการกับปัญหาเหล​​่านี้ เหล่านี้ ma Chines
โดยทั่วไปจะมีความสามารถในการพันล้านของการดำเนินงานจุดลอยต่อวินาที ในทางตรงกันข้าม
ไปเมนเฟรมซึ่งถูกออกแบบมาสำหรับเครื่องมือและเข้มข้น I / O
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีการปรับให้เหมาะสมกับชนิดของการคำนวณตัวเลขเพียงอธิบาย.
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มี จำกัด การใช้งานและเพราะป้ายราคาของมันจำกัด mar
ศรีสะเกษ เมื่อเทียบกับไม่กี่ของเครื่องเหล่านี้มีการดำเนินงานส่วนใหญ่ที่ศูนย์วิจัย
และบางหน่วยงานของรัฐที่มีฟังก์ชั่นทางวิทยาศาสตร์หรือวิศวกรรม เป็น
กับพื้นที่อื่น ๆ ของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มีความต้องการอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็น ดังนั้นเทคโนโลยีและประสิทธิภาพของซูเปอร์คอมพิวเตอร์
ยังคงมีวิวัฒนาการ.
มีอีกประเภทหนึ่งคือระบบที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อความจำเป็นในการคำนวณเวกเตอร์
เรียกว่า processor.although อาร์เรย์ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เป็น
เหมาะสำหรับการคำนวณเวกเตอร์มันเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อใช้งานทั่วไปความสามารถในการฮันสเกลา dling
และการประมวลผลข้อมูลทั่วไปงานการประมวลผล โปรเซสเซอร์อาร์เรย์ไม่รวมถึงการประมวลผล
เกลา;พวกเขาจะถูกกำหนดค่าให้เป็นอุปกรณ์ต่อพ่วงโดยกรอบ
ทั้งหลักและผู้ใช้มินิคอมพิวเตอร์ที่จะเรียกใช้ส่วน vectorized ของโปรแกรม. วิธีการคำนวณ

เวกเตอร์ที่สำคัญในการออกแบบหน่วยประมวลผลหรือซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่อาร์เรย์คือการรับรู้ว่า
งานหลักคือการดำเนินการ ดำเนินการเลขคณิตในอาร์เรย์หรือเวกเตอร์จากจุดลอยหมายเลข
ในคอมพิวเตอร์วัตถุประสงค์ทั่วไปนี้จะต้องย้ำผ่านองค์ประกอบ
แต่ละแถว ตัวอย่างเช่นพิจารณาสองเวกเตอร์ (อาร์เรย์หนึ่งมิติ) ของตัวเลข
aand b.we ต้องการที่จะเพิ่มเหล่านี้และวางผลใน C ในอดีต
กว้างขวางของตัวเลข 17.14 นี้ต้องหกเพิ่มเติมแยกต่างหาก วิธีการที่เราสามารถเพิ่มความเร็วในการคำนวณนี้
? คำตอบคือการแนะนำรูปแบบของความเท่าเทียมบาง.
หลายวิธีที่ได้รับการประสบความสำเร็จในการทำงานแบบขนานในเวกเตอร์ computa
tion.we แสดงนี้ด้วย example.consider คูณเวกเตอร์
wherea b, andcare สูตร matrices.the สำหรับองค์ประกอบของ C แต่ละ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

แต่ยังคงประสิทธิภาพการทำงานของเมนเฟรมคอมพิวเตอร์เม็ด
ปรับปรุงคืบ มียังคงเป็นโปรแกรมประยุกต์ที่เกิน reach ของ
เมนเฟรมร่วมสมัย มีความจำเป็นสำหรับคอมพิวเตอร์เพื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์
ปัญหาของกระบวนการทางกายภาพ เช่นเกิดขึ้นในสาขารวมถึง aerodynamics,
วิทยาแผ่นดินไหว อุตุนิยมวิทยา อะตอม นิวเคลียร์ และ และพลาสมา(ฟิสิกส์).
โดยปกติ ปัญหาเหล่านี้มีลักษณะตามต้องการความแม่นยำสูง และ
โปรแกรมที่ดำเนินการทางเลขคณิตทศนิยมบนเปลือง
อาร์เรย์ขนาดใหญ่จำนวน ส่วนใหญ่ปัญหาเหล่านี้จัดอยู่ในประเภทที่เรียกว่า
จำลองเขตต่อเนื่องในสาระสำคัญ สามารถอธิบายสถานการณ์จริงโดยการ
ผิวหรือภูมิภาคในสามมิติ (เช่น การไหลของอากาศที่อยู่ติดกับพื้นผิวของ
จรวด)ผิวนี้จะเลียนแบบ โดยตารางของจุดชุด equa แตกต่าง
tions กำหนดลักษณะทางกายภาพของพื้นผิวแต่ละจุด มีสมการ
แสดงเป็นอาร์เรย์ของค่าสัมประสิทธิ์ และการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องอีกครั้ง
peated การทางเลขคณิตแถวลำดับของข้อมูล.
Supercomputers ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อจัดการกับปัญหาชนิดนี้ ม้าเหล่านี้
chines เป็นปกติสามารถดำเนินการทศนิยมต่อสองพัน ใน
ความคมชัดการ mainframes เร่งรัด และถูกออกแบบมาสำหรับ multiprogramming ที่ฉัน / O,
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่สุดสำหรับชนิดของการคำนวณตัวเลขเพียงอธิบาย
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีจำกัดการใช้และ ทำไม เพราะ มี.ค.จำกัด
เขต ดีอย่างหนึ่งไม่กี่ของเครื่องเหล่านี้คือปฏิบัติ ส่วนใหญ่ที่วิจัย
ศูนย์และหน่วยงานราชการบางอย่างทางวิทยาศาสตร์ หรือวิศวกรรมศาสตร์ เป็น
กับพื้นที่อื่น ๆ ของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ มีความคงที่เพื่อเพิ่มการ
ประสิทธิภาพของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ ดังนั้น เทคโนโลยีและประสิทธิภาพของการ
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ยังคงคาย
มีอีกชนิดหนึ่งของระบบที่ออกแบบมาเพื่อต้องการ
เวกเตอร์คำนวณ เรียกว่าตัวประมวลผลอาร์เรย์แม้ว่าจะเป็นซูเปอร์คอมพิวเตอร์
เหมาะสำหรับการคำนวณเวกเตอร์ เป็นคอมพิวเตอร์วัตถุประสงค์ทั่วไป ความสามารถของฮัน
dling ประมวลผลสเกลาและงานประมวลผลข้อมูลทั่วไป โปรเซสเซอร์เรย์ไม่
รวมประมวลสเกลา กำหนดค่าอุปกรณ์ต่อพ่วงตามหลักทั้งสอง
เฟรมและ minicomputer ผู้ใช้เรียกใช้ส่วนของโปรแกรม vectorized
วิธีการคำนวณเวกเตอร์
คีย์การประมวลซูเปอร์คอมพิวเตอร์หรืออาร์เรย์จะว่า
ภารกิจหลักคือดำเนินการทางคณิตศาสตร์ในอาร์เรย์หรือเวกเตอร์ของจุดลอยตัว
หมายเลข ในคอมพิวเตอร์วัตถุประสงค์ทั่วไป นี้จะต้องเกิดซ้ำผ่านแต่ละ
องค์ประกอบของแถวลำดับ พิจารณาสองเวกเตอร์ (เรย์ one-dimensional) ของตัวอย่าง
หมายเลข Aand B.We อยากเพิ่มเหล่านี้ และวางผลลัพธ์ใน c ในอดีตการ
กว้างขวางของรูป 17.14 ต้องเพิ่ม 6 แยกต่างหาก วิธีเราอาจเร็วขึ้น
คำนวณนี้หรือไม่ คำตอบคือการ แนะนำรูปแบบของ parallelism การ
มีการดำเนินการหลายวิธีจะบรรลุ parallelism ในเวกเตอร์ computa
สเตรชันเราสามารถแสดงได้ ด้วยตัวอย่างพิจารณาการคูณเวกเตอร์
whereA, B, andCare เมทริกซ์สูตรสำหรับแต่ละองค์ประกอบของ C

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

แม้ว่าจะเพิ่ม ประสิทธิภาพ ของคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานทั่วไปจะเดินทางต่อไปยังระดับเมนเฟรม
ซึ่งจะช่วยปรับปรุงอย่างไม่ย่อท้อมีต่อแอปพลิเคชันที่มีอยู่พ้นไปจากระดับเมนเฟรมแบบร่วมสมัย
ซึ่งจะช่วยให้ จำเป็นต้องมีสำหรับการใช้งานในเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องในการแก้ไขปัญหาทางด้านคณิตศาสตร์
ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาของกระบวนการทาง กายภาพ เช่นเกิดขึ้นในสาขาวิชารวมถึงแอโรไดนามิค
วิชาว่าด้วยการไหวของแผ่นดินอุตุนิยมวิทยาและพลังงานปรมาณูอาวุธนิวเคลียร์และวิชาฟิสิกส์.
แม้ว่าจะเพิ่ม ประสิทธิภาพ ของคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานทั่วไปจะเดินทางต่อไปยังระดับเมนเฟรม
ซึ่งจะช่วยปรับปรุงอย่างไม่ย่อท้อมีต่อแอปพลิเคชันที่มีอยู่พ้นไปจากระดับเมนเฟรมแบบร่วมสมัย
ซึ่งจะช่วยให้ จำเป็นต้องมีสำหรับการใช้งานในเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องในการแก้ไขปัญหาทางด้านคณิตศาสตร์
ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาของกระบวนการทาง กายภาพ เช่นเกิดขึ้นในสาขาวิชารวมถึงแอโรไดนามิค
วิชาว่าด้วยการไหวของแผ่นดินอุตุนิยมวิทยาและพลังงานปรมาณูอาวุธนิวเคลียร์และวิชาฟิสิกส์.
การไหลของอากาศอยู่ใกล้กับพื้นผิวของ
ซึ่งจะช่วยให้จรวด)พื้นผิวนี้โดยมีด้วยเส้นกริดในจุดที่ตั้งของส่วนต่าง equa
ับกำหนดพฤติกรรมทาง กายภาพ ของพื้นผิวที่แต่ละจุด หรือทฤษฎีที่มี
ซึ่งจะช่วยแสดงเป็นความหลากหลายของ coefficients และคุณค่าและโซลูชันที่มีความเกี่ยวข้องกับการคำนวณเลขจำนวนเต็ม
peated อีกครั้งในอาเรย์ของข้อมูล.
โดยปกติแล้วจะต้องแก้ไขปัญหาเหล่านี้จะถูกจัดโดยความต้องการให้ความแม่นยำสูงและโปรแกรม
ที่ผู้ดำเนินการสื่อสังคม(จะทำการคำนวณเลขจำนวนเต็มแบบลอยน้ำ - จุดใดจุดหนึ่งบน
อาเรย์ขนาดใหญ่ของหมายเลข ปัญหาเหล่านี้ส่วนใหญ่ตกอยู่ใน ประเภท ที่เรียกว่าเป็นการจำลอง
อย่างต่อเนื่อง - ฟิลด์ในสาระสำคัญสถานการณ์ทาง กายภาพ ที่สามารถอธิบายได้ด้วย
พื้นผิวหรือเขตพื้นที่ในแบบสามมิติ(เช่นจำกัด(มหาชน)มี.ค.
สะเกษได้. เพียงไม่กี่แห่งเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องนี้มีการทำงานที่เป็นส่วนใหญ่การวิจัย
ศูนย์และหน่วยงานของรัฐบาลบางส่วนพร้อมด้วยทางด้านวิทยาศาสตร์หรือการจัดงานทางด้านวิศวกรรม เป็น
พร้อมด้วยพื้นที่อื่นๆของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มีความต้องการอย่างต่อเนื่องเพื่อเพิ่ม
ซึ่งจะช่วยเพิ่ม ประสิทธิภาพ ของข่าวสารที่ ทำให้ ประสิทธิภาพ การทำงานและเทคโนโลยีของ
ข่าวสารที่จะยังคงพัฒนา.
ซูเปอร์คอมพิวเตอร์พัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ ประเภท ของปัญหา chines mA
เหล่านี้มีความสามารถในการทำงานหลายพันล้านของ Floating - point ต่อวินาที
ซึ่งจะช่วยในการตัดเมนเฟรมซึ่งได้รับการออกแบบสำหรับเมาส์และ I / O ที่ใช้งานอย่าง
ข่าวสารที่ได้รับการออกแบบให้ใช้กับ ประเภท ของการคำนวณตัวเลขเพียงอธิบายไว้.
ข่าวสารที่มีการใช้จำกัด(มหาชน)และเป็นเพราะป้ายราคาของมันมี ประเภท อื่นของระบบที่ได้รับการออกแบบให้ตรงตามความต้องการสำหรับคำนวณ
เวกเตอร์เรียกว่าเป็นโปรเซสเซอร์ความหลากหลายที่แม้ว่าข่าวสารที่เป็น
ซึ่งจะช่วยปรับแต่งสำหรับคำนวณเวกเตอร์เป็นคอมพิวเตอร์ใช้งานทั่วไปที่สามารถรองรับงานการประมวลผลข้อมูลและการประมวลผลทั่วไปรูลแซ็กคารินซอสหาญ
dling โปรเซสเซอร์ความหลากหลายไม่
รวมถึงการประมวลผลรูลแซ็กคารินซอสพวกเขาจะได้รับการกำหนดค่าเป็นอุปกรณ์ต่อพ่วงอุปกรณ์ได้โดยทั้งสองหลัก
เฟรมและ minicomputer ผู้ใช้ในการใช้งานที่ vectorized ส่วนต่างๆของโปรแกรม.
แนวทางกับ Initialization Vector แบบ
ซึ่งจะช่วยคำนวณที่สำคัญในการออกแบบที่หลากหลายข่าวสารหรือโปรเซสเซอร์คือการยอมรับว่าที่
ซึ่งจะช่วยงานหลักคือการคำนวณเลขจำนวนเต็มการทำงานในอาเรย์หรือองค์ประกอบของ Floating - point
หมายเลข. ในคอมพิวเตอร์ทั่วไปโรงแรมแห่งนี้จะต้องย้ำผ่าน
แต่ละองค์ประกอบของความหลากหลายที่ ตัวอย่างเช่นลองพิจารณาดูสองปัจจัยสำหรับความสะดวก(อาเรย์มิติเดียว)ของ
หมายเลข aand B .เราต้องการเพิ่มเหล่านี้และเป็นสถานที่ส่งผลให้ใน C ใน EX
ซึ่งจะช่วยขนาดกว้างขวางของรูปที่ 17.14 แห่งนี้ต้องใช้ 6 การเพิ่มแบบแยกพื้นที่ เราสามารถที่จะเพิ่มความเร็ว
มาตรวัดแห่งนี้ คำตอบก็คือการแนะนำรูปแบบบางอย่างของการทำงานแบบขนาน.
วิธีการหลายแห่งได้รับการนำไปสู่ความสำเร็จในการทำงานแบบขนานเวกเตอร์ computa
การ.เราแสดงให้เห็นถึงแห่งนี้พร้อมด้วยตัวอย่างเช่นที่.พิจารณาเพิ่มทวีคูณเวกเตอร์ที่
andcare B สามารถ flash ลงแม็ตทริกซ์.สูตรสำหรับแต่ละองค์ประกอบของ C