Ассоциативный процессор

Дальнейшее развитие архитектуры вычислительной системы связано с увеличением активности памяти и изменением принципов управления вычислениями. На оперативную память приходится значительная доля аппаратных средств, которая в фон-неймановской модели используется лишь для пассивного хранения информации. Преодолеть ограничения адресного доступа к памяти возможно за счет использования ассоциативного способа обработки данных, при котором возможен доступ и обработка всех данных, удовлетворяющих некоторому задаваемому критерию поиска.

Исследованы и в различной степени используются несколько подходов, различающихся полнотой реализации модели ассоциативной обработки. Например, возможна реализация только ассоциативной выборки данных с последующим поочередным их использованием, что свойственно ассоциативной памяти, в которой доступ к информации осуществляется не по адресу, а на основе какого-либо характерного признака, который может быть частью искомой информации или дополнительным тегом. Этот подход нашел широкое применение в специализированных системах обработки баз данных, а также в системах общего назначения для построения ассоциативной кэш памяти, памяти обработки таблиц, организации виртуальной памяти.

Более полную реализацию свойств ассоциативной обработки обеспечивает ассоциативный процессор, концепция которого впервые была описана Батчером (K. Batcher) в 1974 году на примере процессора STARAN, в котором обработка данных осуществлялась непосредственно в памяти.

В настоящее время модель ассоциативной обработки достаточно эффективно реализуется на специализированных параллельных системах с большим числом процессоров, имеющих локальную память. Подобные вычислительные структуры обычно называют системами с многофункциональной памятью или памятью с обработкой. Обеспечивая одновременное считывание и параллельную запись во все ячейки, для которых зафиксировано совпадение с ассоциативным признаком, и связывая каждую ячейку (или группу ячеек) ассоциативной памяти с собственным устройством обработки данных, можно, подобно потоковым машинам, осуществлять одновременное выполнение нескольких операций.

Потенциальные преимущества ассоциативной обработки оказываются не реализованными в полной мере из-за существенной стоимости ассоциативной памяти и усложнения структуры ее ячеек, а также отсутствия эффективных способов программирования таких систем. В связи с этим значительного распространения в качестве систем общего назначения ассоциативные системы не получили.

11 Лекция №10

Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 501; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!