SPM Calculatoare vectoriale

Principalele tehnici de realizare a supercomputerelor vor fi:

- unitati de control cu structura pipeline,

- mai multe unitati functionale cu arhitecturi pipeline care vor lucra în paralel,

- bancuri de memorie întretesute,

- memorii cache independente pentru date si instructiuni,

- mai multe magistrale independente pentru transferul datelor.

Arhitectura calculatoarelor vectoriale de tip CRAY-2 prezinta patru unitati centrale de prelucrare, cuplate la o memorie comuna de 8Mword. O unitate centrala de prelucrare este compusa din opt registre pentru adrese, opt registre scalare de 64 biti, opt registre vectoriale (fiecare avînd posibilitatea de a memora 64 de elemente a 64 de biti). Operatiile în virgula mobila se executa în trei unitati pipeline pentru înmultire, adunare si calculul inversului, care primesc operanzii din registrele scalare sau vectoriale. Un registru de 7 biti specifica numarul elementelor implicate într-o operatie vectoriala, iar un registru de 64 biti (VM) are un bit pentru fiecare element al unui registru vectorial, si este folosit pentru mascarea anumitor elemente în sensul neparticiparii la o operatie vectoriala. Exista unitati separate pentru prelucrari scalare si pentru calculul adreselor. Memoria locala are rolul de a stoca temporar scalarii si vectorii în cursul calculelor. Transferul între registre si memoria comuna se realizeaza pe trei cai de date. Perioada ceasului este de 4,1 ns. Performanta maxima a unui procesor este de doua rezultate în virgula mobila la fiecare perioada de ceas, adica 500 Mflop/s.

Poate aparea un conflict de simultanitate cînd un bloc de memorie este accesat simultan pe linii independente de catre diferite CPU. Acesta se rezolva prin atribuirea unei prioritati diferite UCP-urilor la fiecare 4 perioade. Conflictul pe linie apare la acelasi procesor cînd doua sau mai multe cai solicita acces la aceeasi zona de memorie. Sînt rezolvate prin atribuirea prioritatii mai mari operatiilor vectoriale, sau prin intercalarea starilor de asteptare la transferuri scalare.

Fiecare CPU are 4 buffere pentru instructiuni cu capacitatea de 128 cuvinte. Bufferele sînt încarcate ciclic din memoria operativa. Daca o instructiune nu se afla în buffer se încarca urmatorul.