Новосибирский государственный университет Факультет информационных технологий

Словарь-справочник по информатике (онтология информатики)

Классификация Фенга

В основу классификации Фенга заложены две простые численные характеристики параллелизма (пословный и поразрядный параллелизм).

В 1972 году Т.Фенг предложил классифицировать ВС на основе двух простых характеристик. Первая - число бит n в машинном слове, обрабатываемых параллельно при выполнении машинных инструкций. Практически во всех современных компьютерах это число совпадает с длиной машинного слова. Вторая характеристика равна числу слов m, обрабатываемых одновременно данной ВС. Немного изменив терминологию, функционирование любого компьютера можно представить как параллельную обработку n битовых слоев, на каждом из которых независимо преобразуются m бит. Опираясь на такую интерпретацию, вторую характеристику обычно называют шириной битового слоя.

Если рассмотреть предельные верхние значения данных характеристик, то каждую ВС можно описать парой чисел (n,m) и представить точкой на плоскости в системе координат длина слова - ширина битового слоя. Площадь прямоугольника со сторонами n и m определяет интегральную характеристику потенциала параллельности P архитектуры и носит название максимальной степени параллелизма ВС: P(C)= mn. По существу, данное значение есть ничто иное, как пиковая производительность, выраженная в других единицах. В период появления данной классификации, а это начало 70-х годов, еще казалось возможным перенести понятие пиковой производительности как универсального средства сравнения и описания потенциальных возможностей компьютеров с традиционных последовательных машин на параллельные. Понимание того факта, что пиковая производительность сама по себе не столь важна, пришло позднее, и данный подход отражает, естественно, степень осмысления специфики параллельных вычислений того времени.

Рассмотрим компьютер Advanced Scientific Computer фирмы Texas Instruments (TI ASC). В основном режиме он работает с 64-х разрядным словом, причем все разряды обрабатываются параллельно. АЛУ имеет четыре одновременно работающих конвейера, содержащих по восемь ступеней. Такая организация дает 4×8=32 бита в каждом битовом слое, и значит компьютер TI ASC может быть представлен в виде (64,32).

На основе введенных понятий все ВС в зависимости от способа обработки информации, заложенного в их архитектуру, можно разделить на четыре класса.

• Разрядно-последовательные пословно-последовательные (n = m = 1). В каждый момент времени такие компьютеры обрабатывают только один двоичный разряд. Представителем данного класса служит давняя система MINIMA с естественным описанием (1,1).
• Разрядно-параллельные пословно-последовательные (n > 1 , m = 1). Большинство классических последовательных компьютеров, так же как и многие ВС, эксплуатируемые до сих пор, принадлежит к данному классу: IBM 701 с описанием (36,1), PDP-11 (16,1), IBM 360/50 и VAX 11/780 - обе с описанием (32,1).
• Разрядно-последовательные пословно-параллельные (n = 1 , m > 1). Как правило ВС данного класса состоят из большого числа одноразрядных процессорных элементов, каждый из которых может независимо от остальных обрабатывать свои данные. Типичными примерами служат STARAN (1, 256) и MPP (1,16384) фирмы Goodyear Aerospace, прототип известной системы ILLIAC IV компьютер SOLOMON (1, 1024) и ICL DAP (1, 4096).
• Разрядно-параллельные пословно-параллельные (n > 1, m > 1). Большая часть существующих параллельных ВС, обрабатывая одновременно mn двоичных разрядов, принадлежит именно к этому классу: ILLIAC IV (64, 64), TI ASC (64, 32), C.mmp (16, 16), CDC 6600 (60, 10), BBN Butterfly GP1000 (32, 256).

Литература
• Feng T. Some Characteristics of Associative/Parallel Processing // Proc. 1972 Sagamore Computing Conf. - 1972. - P. 5-16.
• http://parallel.ru/computers/taxonomy
• Воеводин Вл.В. Методы описания и классификации архитектур вычислительных систем / Вл.В. Воеводин, А.П. Капитонова. - М.:Издательство МГУ, 1994.

Ключевые термины, связанные с термином "классификация фенга":

1. Классификация Хендлера

Литература

Дополнительная:

1. Воеводин Вл.В. Методы описания и классификации архитектур вычислительных систем / Вл.В. Воеводин, А.П. Капитонова. - М.:Издательство МГУ, 1994. - 79 с. - ISBN 5-211-03355-8.

Ключевые термины:  архитектура вычислительной машины;   процессор;   уровни параллелизма;

Контекстный поиск: Задайте образец для поиска:
    

Федотова Ольга Анатольевна

НГУ ФИТ НГУ ИВТ СО РАН