新型计算机结构ppt课件

1、根据具体计算的问题不同，脉动阵列可以有一维线形、二维矩形六边形/二叉树形三角形等阵列互连构形。Ma b c a b d MMMMMMMMMMMMMMMMMMMd=ab+ca=a, b=b脉动式二维阵列流水机333231232221131211aaaaaaaaaA333231232221131211bbbbbbbbbB333231232221131211cccccccccBAC31kkjikijbaC1i3,1j3 现有矩阵A、B如下，要在二维脉动阵列机上求两矩阵的乘积C其中在图中给出了在t1、t2 、t3 时刻送入数据，到t6 时，从45 方向上将同时输出 的值，t7 时输出 的值，t8 时输

2、出 的值。可以看出，总共只需用8拍就可以完成两个33矩阵相乘，比单处理机上循环执行所需的27拍，速度提高了两倍多。 3121111213,ccccc322223,ccc33c a11 a12 a13 0 0 t1 0 a21 a22 a23 0 t2 0 0 a31 a32 a33 t3t8 t6 c12 c13 t6 c11 c21 c31 t8 c33 t7 c23 t7 c22 c32 00000MMMMMMMMMMMMMMMMMMMt100 b31 b21 b11t20 b32 b22 b12 0t3b33 b23 b13 0 0Ma b c a b d 脉动阵列计算机具有如下特点：（

3、1）结构简单、规整，模块化强，可扩充性好。非常适合于超大规模集成电路的实现。（2）PE间数据通信距离短、规则，使数据流和控制流的设计、同步控制简单规整。（3）具有极高的计算并行性，可通过流水获得很高的运算效率和吞吐率。（4）脉动阵列结构的构形与特定的计算任务和算法密切相关，限制了其应用范围。脉动阵列机的发展目标：研制通用型脉动阵列机。特点：指令的执行基本上是无序的，完全受数据流的驱动；没有程序计数器PC，取而代之的是“数据令牌”。“数据令牌”是一种表示某一操作数或参数已准备就绪的标志。 （1）算逻运算结点： +“加”+1“加1”N“非”“与”算术运算结点：加、减、乘、除、加l、减1等布尔运算结

4、点：与、或、异或、非等 （2）常数结点： 常数结点的功能是用来产生一个常数。 常数产生结点没有输入端，只有一条输出线。n激发后222数据令牌 一般表示数据复制控制复制o（3）复制结点： 数据复制结点：图中圆点和箭头用实心表示。控制量（布尔量）复制结点：图中的圆点和箭头用空心表示。（4）控制操作结点 ： 激发后T门控结点 F门控结点T aT aT激发后T aF aFT门控：仅当布尔控制端为真、且输入端有数据令牌时才能激发，然后在输出端产生数据令牌而输入端的数据令牌消失。 F门控：仅当布尔控制端为假、且输入端有数据令牌时才能激发，然后在输出端产生数据令牌而输入端的数据令牌消失。 MGT F aT激

5、发后MGT F aMGT F aF激发后开关门控结点SWT F aTSWT F a激发后SWT F aFSWT F a激发后归并门控结点MGT F a（5）条件判断结点 ： 0 x x激发后激发后T(x0)T(x0) 0 x xy yF(xy)F(x0Z=X-Y X0 oMGT F-+问题：图中有多少个结点？ 出现了多少种结点？复制判断开关控制复制算术运算归并指令存储部件指令存储部件更新部件更新部件取指令部件取指令部件处理器部件处理器部件可执行指令队列可执行指令队列结果包结果包操作包操作包：指令存储部件指令存储部件处理部件处理部件匹配令牌组匹配令牌组：更新更新/取指部件取指部件可执行指令队列可

6、执行指令队列匹配部件匹配部件由于任一条弧上同时存在带有不同标号(或称颜色)的数据令牌只要对令牌标号进行符合比较就可加以识别。为此，需要有一个称为匹配部件的硬件机构将标号附加到数据令牌上，并完成标号的匹配工作。 2由于数据流程序的操作包代码长度较长，将占用较多的存储空间。3当机器规模变大时，接到转接网络上的流水环数将增加，从而使转接网络变成系统性能的新瓶颈口。 以表达式z=(y-1)(y+x)为例，可以理解成z=f(u)，而f(u)等价于g(v) h(w)，其中g(V)=y-1，h(w)=y+x，也就是说，函数z=f(u)的求解可归约成求两个子函数g(v)和h(w)的积，而g(v)和h(w)又可

7、以分别继续向下归约。 针对函数程序设计语言的特点和问题来设计支持函数式程序运行的新计算机，这就是归约机。 z：*g：h：+一1y：y：x：25yx串归约串归约:28zgh52yx图归约图归约: y1Z/1+yxZ/2* (4) (7)Z以表达式z=(y-1)(y+x)为例，假定x和y分别赋以2和5。2847552串归约特点：是一种不断地在定义表达式集合中去查找和复制的过程，而且对每次函数作用都要重复执行，因而时间和空间的辅助开销都比较大。图归约方式与串归约方式主要的不同在于，定义表达式时设置了Z1、Z2等指针。这样，下一层作用的返回结果将直接取代上一层作用的自变量，省去了归约时的复制开销；同时，实现了自变量返回值的共享，不用对同一函数作用重复执行，就可以直接引用此函数求值的结果。 归约方式体现了按需求驱动的思想，根据对函数求值的需求来激活相应指令。 AI处理的基本要点:有关知识的获取、表示和智慧地加以使用(知识处理)。 知识的获取知识的获取:AI系统应能从视觉、声音和书写等各种信息源获取信息。由于这些信息的来源往往是不完整、