向量处理机结构目前已成为解决数值计算问题的一种重要的高性能结构。它有两个主要的优点--效率高和适用性广。绝大多数向量处理机都采用流水线结构。当一条流水线不能达到所要求的性能时,设计者往往采用多条流水线。这种处理机不仅能处理单条流水线上的数据,还能并行地处理多条流水线上独立无关的数据。
80年代出现了许多以流水线运算部件为基础的向量处理机,其中既有价格便宜的与微机相连的协处理机,也有高速的超级计算机。这些超级计算机的计算速度可达100Mflops乃至大于1000Mflops。这些向量处理机的性能价格比是很引人注目的,因为与相同价格的串行处理机相比,它们的向量运算吞吐量要高出1-2个数量级。但是,这种吞吐量的提高只是对特定结构的问题而言的,也就是说,局限于那些可以转化为向量运算的问题,因为只有向量运算才能充分有效地利用系统的功能部件。
许多超级向量计算机处理通用问题的速度也很快,它相当于一台高性能的串行处理机,但它们处理非向量型问题的吞吐量仅比大多数传统的串行处理机大几倍。如果一台超级向量计算机专门用于处理非向量问题,那么计算成本就会太高,因为其中还包括了向量处理部件的成本,而这些部件进行标量运算时可能是空闲的。
这一章主要介绍向量处理的基本概念,向量处理机的一般结构,提高向量处理机性能的常用技术,向量处理机的性能评价。
本章的重点是:
1 三种向量处理方式;
2 存储器-存储器结构,寄存器-寄存器结构;
3 链接技术。