Скорость коммутации Параллелизм на уровне команд Внутрипроцессорная многопоточность Многопоточность в Pentium Однокристальные мультипроцессоры Мультимедиа-процессоры Ядро обработки графики Мультикомпьютеры Согласованность памяти


NUMA-архитектуры представляют собой нечто среднее между SMP и MPP. В таких системах память физически распределена, но логически общедоступна. Система состоит из однородных базовых модулей (плат), состоящих из небольшого числа процессоров и блока памяти. Модули объединены с помощью высокоскоростного коммутатора
Мультимедиа-процессоры

Еще одна область применения сопроцессоров — обработка фотографических изображений высокого разрешения, а также аудио- и видеопотоков. Обычно центральный процессор недостаточно хорош, когда в этих приложениях приходится выполнять сложные вычисления над большими объемами данных. По этой причине некоторые современные персональные компьютеры и большинство разрабатываемых моделей оборудуются специальными сопроцессорами для обработки мультимедийной информации, на которые можно переложить значительную часть работы.

Мультимедиа-процессоры Nexiperia

Область обработки мультимедийной информации, значимость которой непрерывно возрастает, мы изучим на примере процессоров Nexiperia производства компании Philips — это семейство микросхем для различных тактовых частот. Nexiperia представляет собой отдельный однокристальный гетерогенный мультипроцессор (см., например, процессор на рис. 8.9). Он содержит несколько ядер, включая управляющий VLIW-процессор TriMedia, и отдельные ядра для обработки изображений, звука и видео, а также для сетевых операций. Nexiperia может использоваться и как самостоятельный центральный процессор для CD-, DVD-, МРЗ-плеера, телеприемника, фото или видеокамеры, и т. д. Кроме того, он может играть роль сопроцессора, предназначенного для обработки изображений и мультимедиа-потоков в составе персонального компьютера. В любой конфигурации процессор Nexiperia работает под управлением собственной миниатюрной ОС реального времени.

Nexiperia решает три задачи: захват входных данных и преобразование их в структуры памяти, обработка этих структур и, наконец, вывод данных в подходящей для подключенных устройств форме. Например, когда ПК используется в качестве DVD-плеера, сопроцессор Nexiperia может быть запрограммирован для считывания закодированного сжатого видеопотока с DVD-диска, его декодирования, декомпрессии и вывода с подгонкой размера изображения под выводимое окно. После того как программа DVD-плеера загружается в Nexiperia, все это делается в фоновом режиме, без привлечения центрального процессора.

Все поступающие данные сначала сохраняются в памяти для обработки, то есть между источниками и приемниками информации нет непосредственного соединения. Под захватом входных данных подразумевается декодирование видео различ- ных размеров и форматов (включая MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-4) и аудио (включая ААС, Dolby и МРЗ), а также сохранение декодированных данных в виде соответствующих структур в памяти для последующего вывода и обработки. Входные данные могут поступать с шины PCI, из сети Ethernet или через специальный вход (когда микрофон или стереосистема подключается непосредственно к микросхеме). На микросхеме Nexiperia 456 выводов, некоторые из которых позволяют непосредственно принимать и передавать мультимедийные (и другие) потоки.

Процесс обработки данных контролируется центральным процессором TriMedia, который может быть запрограммирован для решения любой задачи. Типичными задачами являются улучшение четкости, яркости, контрастности и цветопередачи, масштабирование изображений, преобразование видеоформатов, шумоподавление. Обычно центральный процессор работает как генеральный подрядчик, делегируя большую часть работы специализированным ядрам микросхемы.


Многопроцессорные Sun SPARC станции используют общедоступную память для реализации межпроцессорной связи. Одновременный доступ процессоров к памяти и управление процессами осуществляется с помощью многопоточной (multi-threaded) библиотеки.
Параллельные компьютерные архитектуры Adobe Photoshop редактор для работы с графикой