అర్రే ప్రాసెసర్: ఆర్కిటెక్చర్, రకాలు, పని & దాని అప్లికేషన్లు

సూపర్‌కంప్యూటర్ అనేది వినియోగదారునికి భారీ కంప్యూటింగ్ శక్తిని అందించే ఆర్కిటెక్చర్, వనరులు & భాగాలను కలిగి ఉన్న చాలా శక్తివంతమైన కంప్యూటర్. ఒక సూపర్ కంప్యూటర్ కూడా పెద్ద సంఖ్యలో కలిగి ఉంటుంది ప్రాసెసర్లు ఇది ప్రతి సెకనుకు మిలియన్ల లేదా బిలియన్ల గణనలను నిర్వహిస్తుంది. కాబట్టి ఈ కంప్యూటర్లు కొన్ని సెకన్లలో అనేక పనులను చేయగలవు. మూడు రకాల సూపర్ కంప్యూటర్లు గట్టిగా అనుసంధానించబడిన క్లస్టర్ కంప్యూటర్లు ఒకే యూనిట్ లాగా కలిసి పని చేస్తాయి. కమోడిటీ కంప్యూటర్‌లు తక్కువ జాప్యం & అధిక-బ్యాండ్‌విడ్త్ LANలకు కనెక్ట్ చేయగలవు మరియు చివరకు శ్రేణి ప్రాసెసర్ లేదా వెక్టర్‌లపై ఆధారపడే వెక్టార్ ప్రాసెసింగ్ కంప్యూటర్‌లు. శ్రేణి ప్రాసెసర్ అనేది వివిధ డేటా మూలకాలపై గణిత కార్యకలాపాలను నిర్వహించడంలో సహాయపడే CPU లాంటిది. బరోస్ కార్పొరేషన్ రూపొందించిన ILLIAC IV కంప్యూటర్ అత్యంత ప్రసిద్ధ శ్రేణి ప్రాసెసర్. ఈ వ్యాసం ఒక యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది అర్రే ప్రాసెసర్ - పని, రకాలు & అప్లికేషన్లు.

అర్రే ప్రాసెసర్ అంటే ఏమిటి?

డేటా యొక్క భారీ శ్రేణిపై విభిన్న గణనలను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించే ప్రాసెసర్‌ను అర్రే ప్రాసెసర్ అంటారు. ఈ ప్రాసెసర్ కోసం ఉపయోగించే ఇతర పదాలు వెక్టర్ ప్రాసెసర్లు లేదా మల్టీప్రాసెసర్లు. ఈ ప్రాసెసర్ డేటా శ్రేణిలో ఒకేసారి ఒకే సూచనను మాత్రమే నిర్వహిస్తుంది. ఈ ప్రాసెసర్‌లు గణనలను అమలు చేయడానికి భారీ డేటా సెట్‌లతో పని చేస్తాయి. కాబట్టి, అవి ప్రధానంగా కంప్యూటర్ల పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగిస్తారు.

అర్రే ప్రాసెసర్ ఆర్కిటెక్చర్

శ్రేణి ప్రాసెసర్ అనేక ALUలను (అరిథమెటిక్ లాజిక్ యూనిట్లు) కలిగి ఉంటుంది, ఇది అన్ని శ్రేణి మూలకాలను కలిసి ప్రాసెస్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ప్రాసెసర్‌లోని ప్రతి ALU స్థానిక మెమరీతో అందించబడుతుంది, దీనిని ప్రాసెసింగ్ ఎలిమెంట్ లేదా PE అని పిలుస్తారు. ఈ ప్రాసెసర్ ఆర్కిటెక్చర్ క్రింద చూపబడింది. ఈ ప్రాసెసర్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా, కంట్రోల్ యూనిట్ ద్వారా ఒకే సూచన జారీ చేయబడుతుంది & ఆ సూచన ఒకే సమయంలో అనేక డేటా సెట్‌లకు వర్తించబడుతుంది. ఒకే సూచనను ఉపయోగించడం ద్వారా, వెక్టార్ గణనలకు అనుకూలమైన డేటా యొక్క శ్రేణిపై ఇదే విధమైన ఆపరేషన్ నిర్వహించబడుతుంది.

అర్రే ప్రాసెసింగ్ ఆర్కిటెక్చర్‌ను 2-డైమెన్షనల్ అర్రే లేదా మ్యాట్రిక్స్ అంటారు. ఈ ఆర్కిటెక్చర్ రెండు డైమెన్షనల్ ప్రాసెసర్ ద్వారా అమలు చేయబడుతుంది. ఈ ప్రాసెసర్‌లో, CPU ఒకే సూచనను జారీ చేస్తుంది & ఆ తర్వాత, అది సంఖ్యకు వర్తించబడుతుంది. ఏకకాలంలో డేటా. ఈ ఆర్కిటెక్చర్ ప్రధానంగా అన్ని డేటా సెట్‌లు ఒకే విధమైన సూచనలపై పనిచేస్తాయనే వాస్తవంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అయితే, ఈ డేటా సెట్‌లు ఒకదానిపై ఒకటి ఆధారపడినట్లయితే, సమాంతర ప్రాసెసింగ్‌ని వర్తింపజేయడం సాధ్యం కాదు. అందువల్ల ఈ ప్రాసెసర్‌లు మొత్తం సూచనలతో పోలిస్తే సమర్ధవంతంగా మరియు ప్రాసెసింగ్ వేగాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.

అర్రే ప్రాసెసర్ పని చేస్తోంది

శ్రేణి ప్రాసెసర్ ప్రధానంగా సంఖ్యల శ్రేణులను ప్రాసెస్ చేయడానికి రూపొందించిన నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఈ ప్రాసెసర్ ఆర్కిటెక్చర్ ఏకకాలంలో పనిచేసే అనేక ప్రాసెసర్‌లను కలిగి ఉంటుంది, ప్రతి ఒక్కటి ఒక శ్రేణి మూలకాన్ని నిర్వహిస్తుంది, తద్వారా ఒకే ఆపరేషన్ అన్ని శ్రేణి మూలకాలకు సమాంతరంగా వర్తించబడుతుంది. సాంప్రదాయిక ప్రాసెసర్‌లో అదే ప్రభావాన్ని పొందడానికి, ఆపరేషన్ ప్రతి శ్రేణి మూలకానికి వరుసగా మరియు చాలా నెమ్మదిగా వర్తింపజేయాలి.

ఈ ప్రాసెసర్ అంతర్గత బస్సు లేదా I/O పోర్ట్ ద్వారా ప్రధాన కంప్యూటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడిన స్వీయ-నియంత్రణ యూనిట్. ఈ ప్రాసెసర్ సూచన ప్రాసెసింగ్ మొత్తం వేగాన్ని పెంచుతుంది. ఈ ప్రాసెసర్‌లు మొత్తం సిస్టమ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి హోస్ట్ CPU నుండి అసమకాలికంగా పనిచేస్తాయి. ఈ ప్రాసెసర్ చాలా శక్తివంతమైన సాధనం, ఇది అధిక స్థాయి సమాంతరతతో సమస్యలను నిర్వహిస్తుంది.

అర్రే ప్రాసెసర్ రకాలు

శ్రేణి ప్రాసెసర్‌లో రెండు రకాలు ఉన్నాయి; జోడించబడింది మరియు క్రింద చర్చించబడిన SIMD.

అటాచ్డ్ అర్రే ప్రాసెసర్

జోడించిన అర్రే ప్రాసెసర్ వంటి సహాయక ప్రాసెసర్ క్రింద చూపబడింది. ఈ ప్రాసెసర్ కేవలం సంఖ్యా గణన పనులలో యంత్రం పనితీరును మెరుగుపరచడం కోసం కంప్యూటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది. ఈ ప్రాసెసర్ I/O ఇంటర్‌ఫేస్ మరియు లోకల్ మెమరీ ఇంటర్‌ఫేస్ ద్వారా జనరల్ పర్పస్ కంప్యూటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది, ఇక్కడ మెయిన్ & లోకల్ వంటి మెమొరీలు రెండూ కనెక్ట్ చేయబడతాయి. ఈ ప్రాసెసర్ బహుళ ఫంక్షనల్ యూనిట్ల ద్వారా సమాంతర ప్రాసెసింగ్ ద్వారా అధిక పనితీరును సాధిస్తుంది.

SIMD అర్రే ప్రాసెసర్

SIMD (‘సింగిల్ ఇన్‌స్ట్రక్షన్ అండ్ మల్టిపుల్ డేటా స్ట్రీమ్’) ప్రాసెసర్‌లు సమాంతరంగా పనిచేసే అనేక ప్రాసెసింగ్ యూనిట్‌లతో కూడిన కంప్యూటర్‌లు. ఈ ప్రాసెసింగ్ యూనిట్లు సాధారణ నియంత్రణ యూనిట్ (CCU) పర్యవేక్షణలో సమకాలీకరించడంలో అదే ఆపరేషన్‌ను నిర్వహిస్తాయి. SIMD ప్రాసెసర్ ఒకేలా ఉండే PEల (ప్రాసెసింగ్ ఎలిమెంట్స్) సమితిని కలిగి ఉంటుంది, ఇక్కడ ప్రతి PES స్థానిక మెమరీని కలిగి ఉంటుంది.

ఈ ప్రాసెసర్‌లో మాస్టర్ కంట్రోల్ యూనిట్ మరియు మెయిన్ మెమరీ ఉన్నాయి. ప్రాసెసర్‌లోని మాస్టర్ కంట్రోల్ యూనిట్ ప్రాసెసింగ్ ఎలిమెంట్‌ల ఆపరేషన్‌ను నియంత్రిస్తుంది. అలాగే, సూచనలను డీకోడ్ చేస్తుంది & సూచన ఎలా అమలు చేయబడుతుందో నిర్ణయిస్తుంది. కాబట్టి, సూచన ప్రోగ్రామ్ నియంత్రణ లేదా స్కేలార్ అయితే, అది నేరుగా మాస్టర్ కంట్రోల్ యూనిట్‌లో అమలు చేయబడుతుంది. మెయిన్ మెమరీ ప్రధానంగా ప్రోగ్రామ్‌ను నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే ప్రతి ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ దాని స్థానిక మెమరీలో నిల్వ చేయబడిన ఆపరాండ్‌లను ఉపయోగిస్తుంది.

ప్రయోజనాలు

అర్రే ప్రాసెసర్ యొక్క ప్రయోజనాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• అర్రే ప్రాసెసర్‌లు మొత్తం సూచన ప్రాసెసింగ్ వేగాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.
• ఈ ప్రాసెసర్‌లు హోస్ట్ CPU నుండి అసమకాలికంగా రన్ అవుతాయి సిస్టమ్ యొక్క మొత్తం సామర్థ్యం మెరుగుపడింది.
  ఈ ప్రాసెసర్‌లు సిస్టమ్‌లకు అదనపు మెమరీని అందించే వారి స్వంత స్థానిక మెమరీని కలిగి ఉంటాయి. కాబట్టి పరిమిత చిరునామా స్థలం లేదా భౌతిక మెమరీ ద్వారా సిస్టమ్‌లకు ఇది ముఖ్యమైన పరిశీలన.
• ఈ ప్రాసెసర్‌లు భారీ డేటా శ్రేణిపై గణనలను నిర్వహిస్తాయి.
• ఇవి అధిక మొత్తంలో సమాంతరతతో సమస్యలను పరిష్కరించడంలో సహాయపడే అత్యంత శక్తివంతమైన సాధనాలు.
• ఈ ప్రాసెసర్ అన్ని శ్రేణి మూలకాలను ఏకకాలంలో ప్రాసెస్ చేయడానికి అనుమతించే అనేక ALUలను కలిగి ఉంటుంది.
• సాధారణంగా, ఈ ప్రాసెసర్-అరే సిస్టమ్ యొక్క I/O పరికరాలు అవసరమైన డేటాను నేరుగా మెమరీకి సరఫరా చేయడంలో చాలా సమర్థవంతంగా పనిచేస్తాయి.
• సెన్సార్ల శ్రేణితో ఈ ప్రాసెసర్‌ను ఉపయోగించడం యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనం స్వల్పంగా పాదముద్ర.

అప్లికేషన్లు

ది అర్రే ప్రాసెసర్ల అప్లికేషన్లు కింది వాటిని చేర్చండి.

• ఈ ప్రాసెసర్ వైద్య మరియు ఖగోళ శాస్త్ర అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడుతుంది.
• ఇవి స్పీచ్ మెరుగుదలలో బాగా సహాయపడతాయి.
• ఇవి సోనార్ మరియు రాడార్ వ్యవస్థలు.
• ఇవి యాంటీ-జామింగ్, సీస్మిక్ ఎక్స్‌ప్లోరేషన్ & వైర్లెస్ కమ్యూనికేషన్ .
• అంకగణిత గణన పనులలో కంప్యూటర్ పనితీరును మెరుగుపరచడానికి ఈ ప్రాసెసర్ సాధారణ-ప్రయోజన కంప్యూటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది. కాబట్టి ఇది అనేక ఫంక్షనల్ యూనిట్ల ద్వారా సమాంతర ప్రాసెసింగ్ ద్వారా అధిక పనితీరును పొందుతుంది.

అందువల్ల, ఇది సంఖ్యా శ్రేణులతో వ్యవహరించడానికి నిర్దిష్ట నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉన్న అర్రే ప్రాసెసర్ యొక్క అవలోకనం. ఈ ప్రాసెసర్ రూపొందించబడింది ఒక స్వతంత్ర యూనిట్‌గా మరియు ఇది అంతర్గత బస్సు లేదా I/O పోర్ట్ ద్వారా కంప్యూటర్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది. ILLIAC IV కంప్యూటర్ బరోస్ కార్పొరేషన్చే రూపొందించబడిన అత్యంత ప్రసిద్ధ SIMD అర్రే ప్రాసెసర్. . శ్రేణి ప్రాసెసర్ & వెక్టర్ ప్రాసెసర్ రెండూ స్వల్ప తేడాతో ఒకే విధంగా ఉంటాయి. ఈ రెండు ప్రాసెసర్ల మధ్య వ్యత్యాసం; వెక్టార్ ప్రాసెసర్ అనేక వెక్టార్ పైప్‌లైన్‌లను ఉపయోగిస్తుంది కానీ అర్రే ప్రాసెసర్ సంఖ్యను ఉపయోగిస్తుంది. సమాంతరంగా పని చేయడానికి ప్రాసెసింగ్ మూలకాల. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, ఏంటి ప్రాసెసర్ ?