
【計】 floating-point array processor
【計】 floating point; FP
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type
【計】 array processor; array unit
浮點式陣列處理機(Floating-point Array Processor)是一種專為高效處理大規模浮點數運算而設計的并行計算機系統。其核心特征如下:
浮點式(Floating-point)
指處理器支持浮點數運算(含小數點的數值),采用IEEE 754标準實現高精度科學計算,適用于氣象模拟、流體力學等需高精度數值的領域。
陣列處理機(Array Processor)
由多個相同處理單元(PE)構成的并行計算結構,以SIMD(單指令流多數據流)模式運行。所有單元同步執行同一指令,同時對不同數據并行操作,顯著提升計算吞吐量。
包含數十至數千個處理單元,每個單元配備浮點運算器(FPU)和本地存儲器,通過互聯網絡實現數據交換。
由主控制器統一分發指令,各處理單元根據指令對本地數據執行浮點運算(如矩陣乘法、FFT變換)。
采用數據并行(Data Parallelism)策略,将大型數據集分割至各單元并行處理,典型應用于圖像處理、地震波模拟等。
氣候建模(如全球大氣環流模拟)、分子動力學仿真。
雷達信號實時分析、醫學影像重建(CT/MRI)。
早期神經網絡訓練中的矩陣運算加速。
首個大規模陣列處理機,含64個處理單元,專攻浮點向量運算(來源:計算機曆史博物館)。
集成65,536個1-bit處理器,通過浮點加速器支持科學計算(來源:IEEE計算機協會期刊)。
浮點式陣列處理機是GPU(圖形處理器)的前身理念之一。現代GPU(如NVIDIA CUDA架構)繼承其SIMD并行模式,并擴展為通用浮點加速器,支撐深度學習與高性能計算(來源:ACM計算調查報告)。
注:本文内容綜合計算機體系結構權威定義及曆史文獻,技術細節可參考《計算機組成與設計》(David A. Patterson著)或IEEE/ACM相關論文。
浮點式陣列處理機(Floating-Point Array Processor)是一種專為高速浮點運算設計的并行計算設備,主要用于處理向量、數組等大規模數值計算任務。以下是其核心要點解析:
定義與架構
浮點式陣列處理機屬于并行處理機(Parallel Processor),采用SIMD架構(單指令流多數據流)。它通過重複設置多個處理單元(PE),在單一控制部件的統一指令下,對各自分配的數據并行執行浮點運算。這種結構特别適合需要高精度浮點運算的場景,如科學模拟、圖形渲染等。
核心特點
應用領域
常見于需要高速數值計算的領域,如地震勘探數據分析、氣象模拟、醫學成像(如CT/MRI圖像處理)以及計算機輔助設計(CAD)中的複雜模型渲染。
與普通陣列處理機的區别
相比一般陣列處理機,浮點式版本進一步強化了對浮點指令集的支持,通過硬件級優化(如增加浮點運算單元、提高寄存器精度)來滿足科學計算對高精度和小數處理的需求。
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