并行处理机和多处理机系统的概念、并行处理机与多处理机

并行处理机和多处理机系统的概念、并行处理机与多处理机系统的区别 、多处理机运行过 程。多处理机性能模型SIMD 计算机的概念SIMD 计算机处理任务的性能计算。并行处理机与多处理机系统的区别 ：§ 并行处理机的并行性在于指令内部，而多处理机的并行性在于指令外部。§并行处理机把同种操作集中在一起，由指令直接启动各个PE同时工作。多处理机用专 门的指令来表示并发关系，一个任务开始执行时能够派生出与它同时执行的另一些任务， 如果任务数多于处理机数，多余的任务进入排队器等待。§并行处理机只有一个CU，自然同步。多处理机执行时间可能互不相同它们的工作进度 不会也不必保持相同。多处理机性能模型 ：当多处理机系统以峰值速度运行时，所有处理机都在做着有用的工作，没有一台处理机处 于空闲状态。 N 台处理机对系统性能都有贡献，系统的处理速度随 N 的增加而增加。但 以 下原因引起系统不能达到峰值性能：（ 请复习教材 347 页 ）典型例子：试在含一个PE的SISD机和在含8个PE的且连接成一个线性环的SIMD5 = 11（4+）机上计算i=l假定完成每个加法用 30ns ，乘法 50ns ，沿双向环在相邻 PE 间移数需要 10ns 。（ 1） SISD 计算机上计算 S 需要多少时间？（ 2） SIMD 计算机上计算 S 需要多少时间？（ 3） SIMD 上计算 S 相对于 SISD 计算机的加速比是多少？解： （1） 在 SISD 机上，无需移数，所有运算是串行的，需要 8 次加法， 7 次乘法，因 此： T0=8x30+7x50=590ns(2) 在 SIMD 机上，首先将 8 个加法分配到 8 个处理机上，然后在 4 个处理机上执行 4 次乘法，需移数 1 次( 4 个处理机同时)，然后再执行 2 次乘法，需移数 2 次(同时)， 最后再执行一次乘法(移数 4 次)，因此所需 T8=1x30+3x50+(1+2+4)x10=250ns(3) 加速比 S=T0/T8=590/250=2.36在 SIMD 上计算过程说明如下：1 ：在 8 个 PE 上执行加法，结果在 8 个 PE 中2 ：在 PE2 、 PE4 、 PE6 、 PE8 上执行乘，需要将 PE1 、 PE3 、 PE5 、 PE7 的 运算结果分别移到 PE2 、 PE4 、 PE6 、 PE83 ：在 PE4 、 PE8 上执行乘法，需要将 PE2 、 PE6 的运算结果分别移到 PE4 、 PE84 ：在 PE8 上执行一次乘法，需要将 PE4 的运算结果移到 PE8 。最后运算结果在 PE8 上。