ічні операції і з'єднання процесорів в обчислювальну структуру за допомогою комутаційної системи. Крім цього в макрооперації бере участь система розподіленої пам'яті.
Другий рівень - схемотехнічний, на якому можливо засобами ПЛІС-технології змінити систему команд елементарних процесорів, реалізуючи набір спеціалізованих операцій. В даний час ПЛІС-технологія широко використовується при створенні апаратно-програмних засобів, що дозволяють створювати Реконфігуровані обчислювальні системи.
Таким чином, синтез віртуальної проблемно-орієнтованої архітектури може бути здійснений на рівні програмування функцій осередків ПЛІС і трасування зв'язків між осередками ПЛІС. Це дозволяє створити засобами проектування ПЛІС компактні апаратні рішення, що враховують специфіку завдань проблемної області, формат подання інформації, а також вимоги до продуктивності системи.
Наявність розвинених засобів опису апаратури і поведінки проектованого об'єкта разом з системною і користувальницької бібліотеками дозволяють спростити і формалізувати загальний процес проектування.
Таким чином, загальні принципи організації РКС, побудованих на ПЛІС, можна сформулювати наступним чином [7].
Структура РКС складається з двох частин: постійної (фіксованою) частини - Host-комп'ютера і змінної (реконфігурованою) частини, яка підключається до Host-машині через стандартні шини. Вона представлена ??материнською платою з внутрішньої локальної шиною для підключення нестандартної (змінної) частини, представленої широким набором модулів розширення змінних апаратних засобів.
При створенні будь-якої конфігурації системи основна робота з реалізації алгоритму переноситься на спеціалізовані блоки, розподіляючи процес обробки інформації таким чином, щоб мінімізувати цільову функцію (наприклад, вартість, час обчислень і т.д.).
У зв'язку з великою складністю вирішення такого завдання оптимізації в загальному вигляді, доводиться знаходити Квазіоптимальний її рішення методом послідовних наближень, щоразу перерозподіляючи завантаження складових частин системи.
Структурна організація реконфігурованих пристроїв грунтується на використанні спеціальних материнських плат, на яку встановлюються модулі розширення, що підключаються до плати через локальну шину PCI. Самі ж материнські плати підключаються до стандартної шині комп'ютера і працюють у режимі співпроцесора. Такі плати розробляються багатьма фірмами, зокрема - AlphaData, AnnapolisMicroSystems, Nallatech та ін. Досить докладна інформація про ці платах наведена в [7].
Оцінюючи стан сучасної комп'ютерної науки і техніки в галузі створення і застосування РКС, можна спрогнозувати наступні напрямки їх розвитку та застосування [5]:
організація реконфігурованих функціональних полів, що складаються з одного або декількох кристалів ПЛІС з асинхронним взаємодією функціональних блоків;
побудова нейромережевих автоматів і динамічних ієрархічних мереж на їх основі;
реалізація функціонального паралелізму процедур зі складними структурами даних і функціями;
застосування в однорідної розподіленої функціональної середовищі;
підтримка різних базових процедур когнітивного тракту, включаючи підтримку основних форм представлення і взаємного перетворення інформації (текстової, мовної, аналітичної, графічної), взаємодія через мовну картину світу з фіксацією і узагальненням сенсу вихідних і синтезованих інформаційних повідомлень, онтологокерованої когнітивні процеси, побудова відмовостійких (живучих) КС, алгоритмізація мережевих архітектур, саморозвиток КС з використанням знання орієнтованої парадигми та ін.
1.4 КС з архітектурою типу «процесор в пам'яті» (Processor-In-Memory) і асоціативна обробка
Одна з головних причин зниження ефективності організації обчислень в комп'ютерах - це час, що використовується для передачі даних з пам'яті в процесор, а результатів обробки - назад в пам'ять. Цей час може бути в кілька разів більше, ніж фактичне час обробки, що істотно впливає на продуктивність системи в цілому. Дійсно, якщо дані, які потрібні центральному процесору, вибираються з оперативної пам'яті, яка размешена на одному кристалі з процесором, то вони будуть обробляються набагато швидше, ніж ті дані, які переміщаються між центральним процесором і пам'яттю, реалізованої на окремому кристалі.
Крім того, слід також мати на увазі, що швидкість ЦПУ збільшується приблизно в два рази кожні вісімнадцять місяців, у той час як швидкість оперативної пам'яті подвоюються тільки через кожні десять років. Ці розбіжні рівні подразумевают насувається кордон пам'яті, коли доступ до пам'я...
