Перспективные типы процессоров

1.

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И МОЛОДЕЖНОЙ
ПОЛИТИКИ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ
«Воронежский государственный профессионально педагогический колледж»
ТЕМА: ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТИПЫ
ПРОЦЕССОРОВ.
Воронеж,
07.12.2022

2.

Содержание
1. Ассоциативные процессоры
2. Матричные процессоры
3. Клеточные компьютеры
4. Коммуникационные процессоры
5. Процессоры баз данных
6. Потоковые процессоры
7. Нейронные процессоры
8. Процессоры с нечеткой логикой

3.

Процессор
Это основная часть ЭВМ, предназначенная для
обработки данных и управления этой обработкой в
соответствии с последовательно выполняемыми
командами программы.
Структура процессора
Арифметикологическое
устройства
(АЛУ)
Устройство
управления
(УУ)
Блок регистров

4.

Ассоциативные процессоры.
Существующие в настоящее время процессоры
ориентированы
на
адресную
обработку
данных.
Ассоциативный способ обработки предполагает доступ к
информации не по адресу, а по признаку (критерию отбора).
Все преобразования производятся только над теми
данными, которые этому критерию удовлетворяют.
Критерием отбора может быть совпадение с любым
элементом данных. Ассоциативный процессор относится к
классу ОКМД и включает несколько операционных
устройств (АЛУ), способных одновременно по командам
УУ вести обработку нескольких потоков данных.
Информация из ассоциативной памяти поступает на схему
сравнения и сравнивается с маской (признаком), т.е. не по
адресу, а по содержанию.

5.

Матричные процессоры.
Это процессоры, являющиеся представителем класса
ОКМД. Они имеют общее УУ, которое генерирует поток
команд, и большое число процессорных элементов,
работающих параллельно и обрабатывающих каждый
свой поток данных. Одним из первых матричных
процессоров был SOLOMON, содержащий 1024 ПЭ,
которые соединены в матрицу 32*32. Каждый элемент
матрицы включает процессор и ЗУ емкостью 16 Кбайт..
Реальная производительность 200 миллионов операций в
секунду. В России создана матричная система ПС-2000,
состоящая из 64 ПЭ, обеспечивающих быстродействие
200 млн. оп/сек.

6.

Клеточные компьютеры
представляют
собой
самоорганизующиеся
колонии
различных микроорганизмов, в геном которых удалось
включить логическую схему, которая начинает работать в
присутствии определенного вещества. Компьютер будет
представлять собой стакан с бактериями. Каждая клетка
представляет собой минилабораторию. Если микроорганизм
запрограммирован, он производит нужные действия.
В настоящее время создана клетка, способная хранить на
генетическом уровне 1 бит. Известно, что гены могут
синтезировать белок под воздействием определенных
раздражителей. Ученые изменили генетический код бактерий
так, что их клетки могут выполнять логические операции.

7.

Коммуникационные процессоры
это микрочипы, представляющие нечто среднее между
жесткими специализированными микросхемами и гибкими
процессорами общего назначения. КП программируются, как и
обычные процессоры, но построены с учетом сетевых задач.
Эти процессоры имеют собственную память и оснащен
высокоскоростными внешними каналами для соединения с
другими процессорами. Присутствие такого процессора
освобождает вычислительный процессор от операций обмена.
Скоростной КП с RISC ядром позволяет управлять обменом
данными по нескольким независимым каналам, поддерживает
практически все распространенные протоколы обмена.

8.

Процессоры баз данных
это программно-управляемые комплексы, предназначенные
для выполнения функций систем управления базами данных
(СУБД). Если раньше базы данных хранили в основном
числовую и текстовую информацию, то теперь они рассчитаны
на различные виды данных. Эти процессоры выполняют
функции управления и распространения, обеспечивают
дистанционный доступ к информации и тиражирование.

9.

Потоковые процессорыэто процессоры, в основе которых лежит принцип обработки
многих данных с помощью одной команды (МКОД). Эта
технология позволяет выполнять одно и то же действие над
несколькими наборами чисел одновременно, ускоряет
обработку видео, речи, шифрование, обработку изображений.
Существуют
однопотоковые
процессоры
SSP
и
многопотоковые MSP.
Представителем потоковых процессоров является семейство
процессоров, начиная с Pentium 3, в основе которых лежит
потоковая обработка по принципу «одна команда – много
данных».

10.

Нейронные процессоры
- это процессоры на основе обработки информации в
искусственных нейронных сетях (НС). Нейронная сеть – это
совокупность элементарных преобразователей информации,
называемых нейронами, которые соединены друг с другом
каналами обмена информации синаптическими связями.
Основу нейровычислителя составляют простые однотипные
элементы, имитирующие работу нейронов мозга. Каждый
нейрон характеризуется своим текущим состоянием по
аналогии с клетками мозга (торможение или возбуждение).

11.

Процессоры с нечеткой логикой
Идея их работы основана на нечеткой математике,
т.е. когда входные данные непрерывно меняются во
времени и их невозможно задать однозначно (как в
теории вероятности). Нечеткая логика не оперирует 0
и 1, а имеет дело со значениями, лежащими в
некотором интервале. Задачи решаются следующим
образом: численные данные переводятся в нечеткий
формат, обрабатываются по определенным правилам и
обратно переводятся в привычный формат и подаются
на выход. Все это осуществляется без ЗУ и
программного обеспечения.