Исследование производительности процессора обработки структур в системе…
1
УДК 004.2;004.31
Исследование производительности процессора
обработки структур в системе с многими потоками
команд и одним потоком данных
© А.Ю. Попов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
В ходе проекта, проводимого на кафедре «Компьютерные системы и сети» МГТУ
им Н.Э. Баумана, разработана вычислительная система с многими потоками ко-
манд и одним потоком данных, в которой реализованы новые архитектурные
принципы обработки структурированной информации. Механизмы хранения
структур данных и доступа к ним реализованы на специализированном процессоре
обработки структур, который способен на аппаратном уровне выполнять такие
операции, как добавление, удаление, поиск, пересечение, дополнение, объединение
структур и др. Преимущество этой системы — возможность параллельного ис-
полнения частей вычислительных задач, связанных с доступом к структурам дан-
ных и арифметико-логической обработкой информации. Описаны основные меха-
низмы доступа к данным, приведены результаты экспериментов измерения произ-
водительности процессора обработки структур при выполнении основных
операций. Представлены результаты сравнения аппаратной сложности реализа-
ции процессора обработки структур и универсальных микропроцессоров, выпол-
няющих аналогичные действия.
Ключевые слова:
структура данных, вычислительная система, МКОД, процессор,
обработка структур, B+ дерево.
Вычислительная система с многими потоками команд и одним
потоком данных (МКОД), разработанная и тестируемая на кафедре
«Компьютерные системы и сети» МГТУ им. Н.Э. Баумана, использу-
ет параллельную обработку структур данных на основе специализи-
рованного аппаратного блока — процессора обработки структур.
Принцип функционирования системы МКОД основан на параллель-
ной обработке двух составляющих данных: информационной и
структурной [1, 2]. Структурная определяет взаимосвязь данных, в то
время как информационная состоит из самих данных, используемых
в ходе вычислительного процесса. В традиционных вычислительный
машинах и системах структурная составляющая позволяет организо-
вать данные в одном из известных видов структур: массив, список,
дерево.
В [3, 4] показано, что в реализованном варианте построения си-
стемы можно выполнять параллельную обработку тех ветвей алго-
ритма, в которых ранее не выделяли параллельных нитей вычисле-
