অ্যারে প্রসেসর: আর্কিটেকচার, প্রকার, কাজ এবং এর অ্যাপ্লিকেশন

একটি সুপার কম্পিউটার হল একটি অত্যন্ত শক্তিশালী কম্পিউটার যাতে স্থাপত্য, সংস্থান এবং উপাদানগুলি অন্তর্ভুক্ত থাকে যা ভোক্তাকে একটি বিশাল কম্পিউটিং শক্তি দেয়। একটি সুপার কম্পিউটারেও প্রচুর পরিমাণে থাকে প্রসেসর যা প্রতি সেকেন্ডে লক্ষ লক্ষ বা বিলিয়ন গণনা করে। তাই এই কম্পিউটারগুলো কয়েক সেকেন্ডে অসংখ্য কাজ করতে পারে। তিন ধরনের সুপারকম্পিউটার রয়েছে শক্তভাবে সংযুক্ত ক্লাস্টার কম্পিউটার যা একক ইউনিটের মতো একসাথে কাজ করে। কমোডিটি কম্পিউটারগুলি কম লেটেন্সি এবং উচ্চ-ব্যান্ডউইথ ল্যানগুলির সাথে সংযোগ করতে পারে এবং অবশেষে ভেক্টর প্রসেসিং কম্পিউটার যা একটি অ্যারে প্রসেসর বা ভেক্টরের উপর নির্ভর করে। একটি অ্যারে প্রসেসর একটি CPU-এর মতো যা বিভিন্ন ডেটা উপাদানগুলিতে গাণিতিক ক্রিয়াকলাপ সম্পাদন করতে সহায়তা করে। সবচেয়ে বিখ্যাত অ্যারে প্রসেসর হল ILLIAC IV কম্পিউটার যা Burroughs Corporation দ্বারা ডিজাইন করা হয়েছে। এই নিবন্ধটি একটি একটি ওভারভিউ আলোচনা অ্যারে প্রসেসর - কাজ, প্রকার এবং অ্যাপ্লিকেশন।

অ্যারে প্রসেসর কি?

একটি প্রসেসর যা ডেটার বিশাল অ্যারের উপর বিভিন্ন গণনা করতে ব্যবহৃত হয় তাকে অ্যারে প্রসেসর বলে। এই প্রসেসরের জন্য ব্যবহৃত অন্যান্য পদগুলি হল ভেক্টর প্রসেসর বা মাল্টিপ্রসেসর। এই প্রসেসর ডেটার অ্যারেতে একবারে শুধুমাত্র একক নির্দেশনা সম্পাদন করে। এই প্রসেসরগুলি গণনা চালানোর জন্য বিশাল ডেটা সেটের সাথে কাজ করে। সুতরাং, তারা প্রধানত কম্পিউটারের কর্মক্ষমতা বাড়ানোর জন্য ব্যবহৃত হয়।

অ্যারে প্রসেসর আর্কিটেকচার

একটি অ্যারে প্রসেসরের মধ্যে অনেকগুলি ALUs (অরিথমেটিক লজিক ইউনিট) রয়েছে যা সমস্ত অ্যারের উপাদানগুলিকে একসাথে প্রক্রিয়া করার অনুমতি দেয়। প্রসেসরের প্রতিটি ALU স্থানীয় মেমরি দিয়ে সরবরাহ করা হয় যা একটি প্রক্রিয়াকরণ উপাদান বা PE নামে পরিচিত। এই প্রসেসরের আর্কিটেকচার নীচে দেখানো হয়েছে। এই প্রসেসর ব্যবহার করে, একটি কন্ট্রোল ইউনিটের মাধ্যমে একটি একক নির্দেশ জারি করা হয় এবং সেই নির্দেশটি একই সাথে একাধিক ডেটা সেটে প্রয়োগ করা হয়। একটি একক নির্দেশ ব্যবহার করে, একটি অনুরূপ অপারেশন ডেটার অ্যারেতে সঞ্চালিত হয় যা এটিকে ভেক্টর গণনার জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

অ্যারে প্রসেসিং আর্কিটেকচার একটি 2-মাত্রিক অ্যারে বা ম্যাট্রিক্স হিসাবে পরিচিত। এই আর্কিটেকচারটি দ্বি-মাত্রিক প্রসেসর দ্বারা বাস্তবায়িত হয়। এই প্রসেসরে, CPU একটি একক নির্দেশ জারি করে এবং তার পরে, এটি একটি নম্বরে প্রয়োগ করা হয়। একযোগে ডেটার। এই স্থাপত্যটি প্রধানত এই সত্যের উপর নির্ভর করে যে সমস্ত ডেটা সেট একই নির্দেশাবলীতে কাজ করে, তবে, যদি এই ডেটা সেটগুলি একে অপরের উপর নির্ভরশীল হয় তবে সমান্তরাল প্রক্রিয়াকরণ প্রয়োগ করা সম্ভব নয়। এইভাবে এই প্রসেসরগুলি দক্ষতার সাথে অবদান রাখে এবং পুরো নির্দেশাবলীর তুলনায় প্রক্রিয়াকরণের গতি বাড়ায়।

অ্যারে প্রসেসরের কাজ

একটি অ্যারে প্রসেসরের একটি আর্কিটেকচার রয়েছে যা মূলত সংখ্যার অ্যারে প্রক্রিয়াকরণের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এই প্রসেসর আর্কিটেকচারে অনেকগুলি প্রসেসর রয়েছে যা একই সাথে কাজ করে, প্রতিটি একটি অ্যারে উপাদান পরিচালনা করে, যাতে সমান্তরালভাবে সমস্ত অ্যারের উপাদানগুলিতে একটি একক অপারেশন প্রয়োগ করা হয়। একটি প্রচলিত প্রসেসরের মধ্যে একই প্রভাব পেতে, অপারেশনটি প্রতিটি অ্যারের উপাদানে ক্রমানুসারে এবং আরও ধীরে ধীরে প্রয়োগ করা উচিত।

এই প্রসেসরটি একটি স্বয়ংসম্পূর্ণ ইউনিট যা একটি অভ্যন্তরীণ বাস বা একটি I/O পোর্টের মাধ্যমে প্রধান কম্পিউটারের সাথে সংযুক্ত। এই প্রসেসর নির্দেশ প্রক্রিয়াকরণের সামগ্রিক গতি বাড়ায়। এই প্রসেসরগুলি সামগ্রিক সিস্টেমের ক্ষমতা উন্নত করতে হোস্ট সিপিইউ থেকে অ্যাসিঙ্ক্রোনাসভাবে কাজ করে। এই প্রসেসরটি একটি অত্যন্ত শক্তিশালী টুল যা উচ্চ স্তরের সমান্তরালতার সাথে সমস্যাগুলি পরিচালনা করে।

অ্যারে প্রসেসরের প্রকারভেদ

দুই ধরনের অ্যারে প্রসেসর যেমন; সংযুক্ত এবং SIMD যা নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

সংযুক্ত অ্যারে প্রসেসর

সংযুক্ত অ্যারে প্রসেসরের মতো সহায়ক প্রসেসর নীচে দেখানো হয়েছে। এই প্রসেসরটি সাংখ্যিক গণনামূলক কাজের মধ্যে একটি মেশিনের কর্মক্ষমতা বাড়ানোর জন্য একটি কম্পিউটারের সাথে সংযুক্ত। এই প্রসেসরটি একটি I/O ইন্টারফেস এবং একটি স্থানীয় মেমরি ইন্টারফেসের মাধ্যমে সাধারণ উদ্দেশ্য কম্পিউটারের সাথে সংযুক্ত যেখানে প্রধান এবং স্থানীয় উভয় মেমরি সংযুক্ত থাকে। এই প্রসেসর একাধিক কার্যকরী ইউনিট দ্বারা সমান্তরাল প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে উচ্চ কার্যক্ষমতা অর্জন করে।

SIMD অ্যারে প্রসেসর

SIMD ('Single Instruction and Multiple Data Stream') প্রসেসর হল একাধিক প্রসেসিং ইউনিট সহ একটি কম্পিউটার যা সমান্তরালভাবে কাজ করে। এই প্রক্রিয়াকরণ ইউনিটগুলি কমন কন্ট্রোল ইউনিটের (সিসিইউ) তত্ত্বাবধানে সিঙ্ক্রোনাইজ করার ক্ষেত্রে একই কাজ করে। SIMD প্রসেসরে অভিন্ন PEs (প্রসেসিং এলিমেন্ট) এর একটি সেট রয়েছে যেখানে প্রতিটি PES-এর একটি স্থানীয় মেমরি থাকে।

এই প্রসেসরে একটি মাস্টার কন্ট্রোল ইউনিট এবং প্রধান মেমরি রয়েছে। প্রসেসরের মাস্টার কন্ট্রোল ইউনিট প্রক্রিয়াকরণ উপাদানগুলির ক্রিয়াকলাপ নিয়ন্ত্রণ করে। এবং এছাড়াও, নির্দেশনাটি ডিকোড করে এবং নির্দেশটি কীভাবে কার্যকর করা হয় তা নির্ধারণ করে। সুতরাং, যদি নির্দেশটি প্রোগ্রাম নিয়ন্ত্রণ বা স্কেলার হয় তবে এটি সরাসরি মাস্টার কন্ট্রোল ইউনিটে কার্যকর করা হয়। প্রধান মেমরি প্রধানত প্রোগ্রাম সংরক্ষণ করতে ব্যবহৃত হয় যখন প্রতিটি প্রক্রিয়াকরণ ইউনিট তার স্থানীয় মেমরিতে সংরক্ষিত অপারেন্ড ব্যবহার করে।

সুবিধাদি

একটি অ্যারে প্রসেসরের সুবিধার মধ্যে নিম্নলিখিতগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।

• অ্যারে প্রসেসর সমগ্র নির্দেশ প্রক্রিয়াকরণ গতি উন্নত.
• এই প্রসেসরগুলি হোস্ট সিপিইউ থেকে অ্যাসিঙ্ক্রোনাসভাবে চালানো হয় এবং সিস্টেমের সামগ্রিক ক্ষমতা উন্নত হয়।
  এই প্রসেসরগুলিতে তাদের নিজস্ব স্থানীয় মেমরি রয়েছে যা সিস্টেমে অতিরিক্ত মেমরি সরবরাহ করে। সুতরাং এটি একটি সীমিত ঠিকানা স্থান বা শারীরিক মেমরির মাধ্যমে সিস্টেমের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা।
• এই প্রসেসরগুলি কেবল ডেটার বিশাল অ্যারের উপর গণনা সম্পাদন করে।
• এগুলি অত্যন্ত শক্তিশালী সরঞ্জাম যা উচ্চ পরিমাণে সমান্তরালতার সাথে সমস্যাগুলি পরিচালনা করতে সহায়তা করে।
• এই প্রসেসরটিতে অনেকগুলি ALUs রয়েছে যা সমস্ত অ্যারের উপাদানগুলিকে একই সাথে প্রক্রিয়া করার অনুমতি দেয়।
• সাধারণত, এই প্রসেসর-অ্যারে সিস্টেমের I/O ডিভাইসগুলি সরাসরি মেমরিতে প্রয়োজনীয় ডেটা সরবরাহ করতে খুব দক্ষ।
• বিভিন্ন সেন্সর সহ এই প্রসেসরটি ব্যবহার করার প্রধান সুবিধা হল একটি সামান্য পদচিহ্ন।

অ্যাপ্লিকেশন

দ্য অ্যারে প্রসেসরের অ্যাপ্লিকেশন নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• এই প্রসেসর চিকিৎসা এবং জ্যোতির্বিদ্যা অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত হয়।
• এগুলো বক্তৃতা বৃদ্ধিতে খুবই সহায়ক।
• এগুলো ব্যবহার করা হয় সোনার ও রাডার সিস্টেম
• এগুলি অ্যান্টি-জ্যামিং, সিসমিক এক্সপ্লোরেশন এবং প্রযোজ্য তারবিহীন যোগাযোগ .
• এই প্রসেসরটি একটি সাধারণ-উদ্দেশ্যের কম্পিউটারের সাথে সংযুক্ত থাকে পাটিগণিত কম্পিউটেশনাল কাজের মধ্যে কম্পিউটারের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে। সুতরাং এটি বেশ কয়েকটি কার্যকরী ইউনিট দ্বারা সমান্তরাল প্রক্রিয়াকরণের মাধ্যমে উচ্চ কার্যকারিতা অর্জন করে।

সুতরাং, এটি একটি অ্যারে প্রসেসরের একটি সংক্ষিপ্ত বিবরণ যা সংখ্যাসূচক অ্যারেগুলির সাথে মোকাবিলা করার জন্য একটি নির্দিষ্ট আর্কিটেকচার রয়েছে। এই প্রসেসর ডিজাইন করা হয়েছে একটি স্বাধীন ইউনিট হিসাবে এবং এটি একটি অভ্যন্তরীণ বাস বা I/O পোর্টের মাধ্যমে একটি কম্পিউটারের সাথে সংযুক্ত। ILLIAC IV কম্পিউটার হল সবচেয়ে বিখ্যাত SIMD অ্যারে প্রসেসর যা Burroughs Corporation দ্বারা ডিজাইন করা হয়েছে . একটি অ্যারে প্রসেসর এবং একটি ভেক্টর প্রসেসর উভয়ই সামান্য পার্থক্যের সাথে একই। এই দুটি প্রসেসরের মধ্যে পার্থক্য হল; একটি ভেক্টর প্রসেসর বিভিন্ন ভেক্টর পাইপলাইন ব্যবহার করে কিন্তু একটি অ্যারে প্রসেসর একটি নম্বর ব্যবহার করে। সমান্তরালভাবে কাজ করার জন্য প্রক্রিয়াকরণ উপাদানগুলির। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, একটি কি প্রসেসর ?