البنية DM-SIMD وعلاقتها مع بنية وحدات معالجة الاظهار

(DM - SIMD (ٍ Distributed-memory Single Instruction - Multi Data

تعرف هذه الأنظمة في بعض الأوقات بالمعالج المصفوفي حيث تتألف هذه البنى من مجموعة من المعالجات ترتبط مع بعضها على شكل مصفوفة تتألف هذه البنية من مجكوعة من المعالجات المرتبطة مع بعضها ومجموعة من الذواكر المنفصلة وميزة هذه البنية أن كل المعالجات تقوم بتطبيق نفس التعليمة في نفس الوقت ولكن على معطيات مختلفة وهنا التزامن غير مطلوب بين المعالجات، وهذا مايبسط كثيرا تصميم هذه البنى. المعالج المركزي أو المتحكم يقوم بإصدار التعليمات التي يجب تنفيذها في مصفوفة المعالجات. في الوقت الحاضر لاتتوفر مثل هذه البنى كسلع تجارية في الأسواق، ولكن وبسبب النقص الدائم الذي يتحقق في حجم الأجهزة التي نستطيع تركيبها على الرقاقات الالكترونية فإنه من المحتمل أن يكون هناك معالج مع شبكة مكوناته على رقاقة واحدة مما يجعل بنية مصفوفة المعالجات تعود فعالة اقتصايا مرة ثانية. في الحقيقة، غالبا ماتتشارك وحدات معالجة الإظهار (GPU) بالكثير من الخصائص مع بنى المعالج المصفوفي، فوحدات معالجة الاظهار GPU ((Graphical Processing Units تتميز بإجراء عمليات الفاصلة العائمة (floating point) على كمية هائلة من المعطيات، ولكي تستطيع القيام بذلك فهي تتميز ببنية داخلية مكونة من عدد كبير من المعالجات البسيطة المرتبطة مع بعضها البعض والتي تكون سريعة ولكنها تتعامل مع ذواكر محلية مرتبطة فيها(داخل بطاقة الاظهار) وهذه الذواكر محدودة، ولكنها بالمقابل تحوي ممرات (buses) داخلية سريعة لنقل المعاملات ونتائج العمليات الحسابية التي تقوم بها. وبسبب هذه البنية (مجموعة المعالجات والذواكر) تعتبر وحدات معالجة الإظهار من البنى التفرعية وكما تم ذكره سابقا فهي تشترك بكثير من الخصائص مع البنية DM-SIMD ومن خلال هذه البنية لبطاقة الاظهار وخاصة عدد المعالجات (بشكل عام) يمكننا حل مشكلة التعليمات المتشابهة المتكررة والتي تكون معقدة بعض الأحيان على نفس المعطيات والتي غالبا ماترد في البرامج الرسومية مثل توزيع الظل على مجموعة من النقاط. إضافةً إلى ذلك فإنه في بطاقات الاظهار الحديثة نستطيع تميز نوعين من المعالجات المختصة وذلك حسب مهامها وهي معالجات "vertex " ومعالجات " fragment"، حيث تقوم المعالجات المصنفة "vertex " بتحديد نقاط المظلع التي سيتم رسمه ومواقعها وألوانها وتقوم المعالجات" fragment" على تعبة الألوان والأسطح والإضاءة والظلال ومع تطور المسرعات وتنوعها مثل DirectX والمميزات التي تقدمها زادت من إمكانيات الـGPU فزادت دقة عمليات الفاصلة العائمة ودخلت تقنيات حديثة مثل تقنية(HDR: High Dynamic Range) والتي فسحت المجال لتقنيات إضاءة وظلال واقعية وكمثال على (GPU) نأخذ منتج لشركة NVIDIA والتي تعد من العمالقة في هذا المجال وهذه المنتج هو بطاقة الإظهار Tesla C1060 البنية الداخلية لهذه البطاقة تشابه بنية المعالج المصفوفي مع وجود ذاكرة مشتركة لكل مجموعة من المعالجات البسيطة. تتميز هذه البطاقة بوجود 240 معالج تعمل بتردد 1.3 غيغا هرتز وبعرض حزمة داخلي أصغر أو يساوي 102GB/s وذواكر 4 غيغابايت من النوع GDDR3 إن العدد الكبير للمعالجات يجسد مبدأ تنفيذ التعليمات على التوازي ومن مميزات هذه البطاقة أنها لاتحوي مخرج للفيديو ومن الجدير بالذكر أن هذه البطاقات سوف تستخدم في نوع من الحواسيب[١] الفائقة التي تعطي أداء أكثر بـ 250 مرة من الحواسيب العادية ولكن حجمه بحجم هذه الحواسيب وهذا النوع من الحواسيب غير مصمم للاستخدامات المعتادة إنما يستفاد منه في البحوث العلمية المتطورة ويعتمد أيضا على مبدأ البنى التفرعية في المعالج.