Векторно - конвейерный принцип обработки данных

Является альтернативным решением проблемы параллельного выполнения векторных операций. Отличие этой архитектуры от матричных ЭВМ заключается в том, что вместо множества ПЭ, исполняющих одну и туже команду над разными компонентами вектора, применяется единственный конвейер операций. Он имеет один вход, по которому поступают операнды, и один выход, где получают результат.

В векторно-конвейерной системе, напротив, имеется один (или небольшое число) конвейерный процессор, выполняющий векторные команды путем засылки элементов векторов в конвейер с интервалом, равным длительности прохождения одной, стадии обработки. При этом скорость вычислений зависит только от длительности стадии и не зависит от задержек в процессоре в целом.

В суперЭВМ с векторно-конвейерной обработкой данные всей параллельно исполняемых операций записываются в единую память, и поэтому отпадает необходимость в коммутации ПЭ, являющейся основным недостатком матричных суперЭВМ.

Именно эта особенность векторно -конвейерной обработки обеспечивает простоту программирования, что в итоге предопределило рыночное поражение матричные суперЭВМ.

Первой ЭВМ , реализующей векторно -конвейерную обработку, является машина STAR-100 (STring ARrau computer) (ЭВМ строковых массивов или векторов) созданный фирмой CDC (Control Data Corp.) в 1973г.

Обобщенная структурная схема STAR-100

Существенное увеличение производительности в рамках конвейерной способа обеспечивается за счет обработки упорядоченного множества величин как единого операнда.

STAR-100 7 0содержит две основных независимых 7 0конвеерных магистрали, которые подобны друг другу, но не идентичны.

Первая магистраль содержит два конвертных устройства сложения и умножения с плав. зап. соответственно.

Вторая магистраль содержит два конвейерных устройства: сложения с пл. запятой и многоцелевое (умножение , деление и извлеч. корня с фиксированной запятой), а также не конвейерное устройство деления с пл. зп.

Через каждые 40нс на выходе каждой магистрали появляются в процессе векторной обработки результаты в виде одного слова в 64 разряда или двух 32-разрядных слов., то есть максимальная производительность системы равна 100 млн. оп/с

Оперативная память состоит из 32 модулей, обьединенных в 8 секций по 4 модуля на 16 Кбайт каждый.

Оба подхода в принципе позволяют достичь значительного ускорения по сравнению со скалярными машинами.