Система STARAN и другие ассоциативные системы, страница 5

. Таким образом, STARAN представляет собой большую мо­дульную ассоциативную систему класса ОКМД, в которой множе­ство идентичных операций может быть выполнено, одновременно. Модуль ассоциативной матрицы, являющийся основным компо­нентом STARAN, содержит матрицу памяти размером 256 слов Х Х 256 разрядов, 256 простых процессорных элементов, каждый из которых ориентирован на последовательную поразрядную обра­ботку информации, селектор, а также коммутационную сеть пере­становок, обеспечивающую гибкий многомерный параллельный доступ к матрице памяти. Единственное устройство управления системы передает команды модулям, которые имеют возможность маскирования данных. Модульная конструкция системы обеспе­чивает пошаговое наращивание памяти для рабочих программ и модулей ассоциативных матриц. Так, например, если в системе STARAN с одним таким модулем операция сложения может быть выполнена одновременно для 256 пар чисел (для 256 потоков дан­ных) при помощи 256 процессорных элементов модуля соответ­ственно, то в системе с двумя модулями ассоциативной матрицы за такое же время может быть выполнена операция сложения для 512 пар чисел. При этом высокая производительность и высокая пропускная способность системы есть прямое следствие ее па­раллельной структуры и соответствующего параллелизма обработ­ки информации [555].

С момента начала серийного выпуска (в 1972 г.) система STARAN В применялась для решения различных задач. Однако, независимо от области применения, все выполненные на ней за­дачи можно разделить на два основных типа, а именно, на зада­чи оперирования с битами и на задачи оперирования с группами битов. Задачи первого типа характерны для установок STARAN в Римском центре развития авиации и в топографических лабо­раториях, а задачи второго типа характерны для установки STARAN в Джонсоновском центре космических исследований I555L

На основании опыта решения многочисленных задач на ука­занных установках STARAN и с учетом новых достижений полу­проводниковой промышленности была выполнена модернизация рассматриваемой системы, при этом организация системы факти­чески сохранена прежней. Новая улучшенная модель получила наименование STARAN E. В этой модели по сравнению с первой моделью системы значительно увеличена емкость памяти моду­лей ассоциативных матриц и увеличена скорость работы этой па­мяти [517], увеличена емкость и скорость работы управляющей памяти, повышена скорость обработки данных, а также разрабо­тано новое устройство ввода-вывода для матриц памяти. При этом сохранены возможности прежнего программного обеспечения [516, 517].

Наиболее важным является усовершенствование матриц памя­ти. STARAN E может иметь от 1 до 8 модулей ассоциативных матриц, каждая из которых, как и прежде, содержит 256 процес­сорных элементов и память емкостью в 256 слов, однако, длина слова увеличена с 256 бит максимум до 65536 бит (в модулях первого варианта STARAN E длина слова равна 9216 бит). Та­ким образом, максимальная суммарная емкость памяти всех моду­лей равна 128 М бит и (16 М байт). В каждом модуле часть памя­ти — биполярная с временем считывания и записи в 120 и 160 нсек соответственно, а другая часть является МОП-памятью с 'одинаковым временем считывания и записи, равным 420 нсек. Эта память разделена в каждом модуле на квадратные сегменты формата 256 Х 256 бит.

Важно отметить, что, как и в первой модели STARAN, в STARAN E можно параллельно считывать строки, столбцы и ком­бинированные наборы данных, их можно перегруппировать в коммутационной сети перестановок, а также выполнять другие операции. При этом процессорные элементы некоторого модуля имеют доступ к данным любого другого модуля [516, 5551.

Кроме STARAN можно указать также следующие поразряд­но-последовательные ассоциативные системы: Гибридная ассоциа­тивная система (Hybrid associative processor), RAP (Raytlie-on Associative/Array Processor), ALAP (Associative Linear Array Processor) и ЕСАМ (Extended Content Addressed Memory). Рас­смотрим очень кратко эти системы, следуя, в основном, [1274].