Потоковые и параллельные ЭВМ

Потоковые вычислительные системы позволяют использовать параллелизм вычислительных алгоритмов различных уровней, потенциально достигать производительность, недоступную традиционным вычислительным системам. Основные проблемы, препятствующие развитию потоковых машин:

1. Не решена проблема создания активной памяти большого объема, допускающей одновременную активизацию большого количества операций.

2. Создание широкополосных распределительных и селекторных сетей потоковых машин и систем управления коммуникационной сетью является сложной задачей.

3. Обработка векторных регулярных структур через механизмы потока данных менее эффективна, чем традиционные решения.

4. Языки программирования для потоковых машин существуют, в основном, в виде графических языков машинного уровня. Языки типа SISAL, ориентируемые на описания потоковых алгоритмов, достаточно сложны для программистов.

Существуют параллельные ЭВМ, основанные на использовании нескольких однотипных обрабатывающих устройств, управляемых одним устройством. Эти ЭВМ способны одновременно выполнять одинаковые, задаваемые устройством управления операции над разными, вообще говоря, данными. Такие ЭВМ называются синхронными многопроцессорными. В зависимости от типов связей между однотипными обрабатывающими устройствами, способов доступа процессоров к памяти их еще называют процессорными матрицами, или процессорными векторами. Каждое обрабатывающее устройство такой ЭВМ может иметь свою (локальную) память н (или) доступ к общей памяти.

Реально существующие параллельные ЭВМ редко воплощают в себе только один какой-нибудь тип параллелизма. Например. ЭВМ может иметь несколько различных функциональных устройств, каждое из которых, в свою очередь, может работать по конвейерному принципу или состоять из процессорных матриц (векторов). Если решаемая на параллельной ЭВМ задача такова, что все или почти все составляющие процессоры и (или) стадии конвейера на протяжении всего счета могут быть загружены выполнением операций алгоритма, тогда ЭВМ достигает производительности, близкой к максимальной и равной или суммарной производительности составляющих ее устройств, или производительности, достигаемой одной стадией конвейера.

Пока, к сожалению, не разработаны общие методы распараллеливания алгоритмов. Порой не начав конкретного программирования затруднительно даже дать ответ, насколько эффективно использование параллельной ЭВМ заданной структуры для решения той или иной задачи.