
【计】 floating-point array processor
【计】 floating point; FP
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【医】 F.; feature; formula; Ty.; type
【计】 array processor; array unit
浮点式阵列处理机(Floating-point Array Processor)是一种专为高效处理大规模浮点数运算而设计的并行计算机系统。其核心特征如下:
浮点式(Floating-point)
指处理器支持浮点数运算(含小数点的数值),采用IEEE 754标准实现高精度科学计算,适用于气象模拟、流体力学等需高精度数值的领域。
阵列处理机(Array Processor)
由多个相同处理单元(PE)构成的并行计算结构,以SIMD(单指令流多数据流)模式运行。所有单元同步执行同一指令,同时对不同数据并行操作,显著提升计算吞吐量。
包含数十至数千个处理单元,每个单元配备浮点运算器(FPU)和本地存储器,通过互联网络实现数据交换。
由主控制器统一分发指令,各处理单元根据指令对本地数据执行浮点运算(如矩阵乘法、FFT变换)。
采用数据并行(Data Parallelism)策略,将大型数据集分割至各单元并行处理,典型应用于图像处理、地震波模拟等。
气候建模(如全球大气环流模拟)、分子动力学仿真。
雷达信号实时分析、医学影像重建(CT/MRI)。
早期神经网络训练中的矩阵运算加速。
首个大规模阵列处理机,含64个处理单元,专攻浮点向量运算(来源:计算机历史博物馆)。
集成65,536个1-bit处理器,通过浮点加速器支持科学计算(来源:IEEE计算机协会期刊)。
浮点式阵列处理机是GPU(图形处理器)的前身理念之一。现代GPU(如NVIDIA CUDA架构)继承其SIMD并行模式,并扩展为通用浮点加速器,支撑深度学习与高性能计算(来源:ACM计算调查报告)。
注:本文内容综合计算机体系结构权威定义及历史文献,技术细节可参考《计算机组成与设计》(David A. Patterson著)或IEEE/ACM相关论文。
浮点式阵列处理机(Floating-Point Array Processor)是一种专为高速浮点运算设计的并行计算设备,主要用于处理向量、数组等大规模数值计算任务。以下是其核心要点解析:
定义与架构
浮点式阵列处理机属于并行处理机(Parallel Processor),采用SIMD架构(单指令流多数据流)。它通过重复设置多个处理单元(PE),在单一控制部件的统一指令下,对各自分配的数据并行执行浮点运算。这种结构特别适合需要高精度浮点运算的场景,如科学模拟、图形渲染等。
核心特点
应用领域
常见于需要高速数值计算的领域,如地震勘探数据分析、气象模拟、医学成像(如CT/MRI图像处理)以及计算机辅助设计(CAD)中的复杂模型渲染。
与普通阵列处理机的区别
相比一般阵列处理机,浮点式版本进一步强化了对浮点指令集的支持,通过硬件级优化(如增加浮点运算单元、提高寄存器精度)来满足科学计算对高精度和小数处理的需求。
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