
【计】 FORTRAN-based array processor
为基础的阵列处理机(Array Processor)是一种基于并行计算架构的专用计算机系统,其核心设计理念是通过多个处理单元(PEs)的协同工作,实现大规模数据的高效并行处理。以下从汉英词典角度结合工程实践进行解释:
架构定义与组成 阵列处理机采用规则排列的处理单元网格结构(如二维或三维阵列),每个单元可独立执行相同指令(SIMD模式)或不同指令(MIMD模式)。其英文对应词条为"Array Processor",在IEEE标准术语库中被定义为"A parallel computer with multiple arithmetic units for simultaneous data processing"(IEEE Std 610.10-1994)。
技术基础 该类系统建立在三种基础技术之上:
性能特征 根据ACM计算系统评估报告,典型阵列处理机的加速比可表示为: $$ S = frac{T_s}{T_p} = frac{n}{1 + (n-1)cdot f} $$ 其中$T_s$为串行时间,$T_p$为并行时间,$f$表示并行开销系数。该公式源自《并行算法设计与分析》(清华大学出版社)。
应用领域 在雷达信号处理、医学成像重建等场景中,阵列处理机通过ASIC或FPGA实现实时波束成形运算。NASA喷气推进实验室的深空通信系统即采用该架构进行射电天文数据处理(NASA Technical Report 2023)。
发展沿革 该概念起源于ILLIAC IV项目(1972年),现代演进形式包括GPU通用计算架构和神经形态处理器。IEEE计算机协会将其列为异构计算体系的重要分支(IEEE Computer Society Whitepaper 2024)。
阵列处理机(Array Processor),也称为并行处理机(Parallel Processor),是一种专为处理大量向量和数组运算设计的计算机架构。其核心思想是通过重复设置多个处理单元(PE),在单一控制部件(CU)的集中控制下,对不同的数据并行执行同一指令,属于单指令流多数据流(SIMD)结构。以下是其基础原理和特点的详细解释:
阵列处理机的两种主要构形基于存储器的组织形式:
一台典型的阵列处理机包含以下五个部分:
对比项 | 阵列处理机 | 向量流水处理机 |
---|---|---|
并行性来源 | 资源重复(PE数量) | 时间重叠(缩短时钟周期) |
适用场景 | 规则化向量运算 | 复杂流水线依赖任务 |
设计复杂度 | 互连网络设计关键 | 流水段划分与调度优化 |
如需更完整的架构图或算法示例,可参考(分布式存储器构形示意图)或(脉动阵列处理机案例)。
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