Аппаратные особенности основной машины
В состав основной машины (ОМ) входят:
·
процессор (тактовая частота 10 наносекунд);
· оперативная память (емкость от 8 до 32 мегабайт);
· устройство обмена;
Через каналы (пропускная способность 200 Мгб/сек) подключается массовая интегральная память емкостью 256 Мгб, темп обмена 0,64 мксек на 64-х разрядное слово. Через канал (пропускная способность 10 Мгб/сек) подсоединяется дисковая память, управляемая контроллерами или дисковыми серверами.
Процессор состоит из:
· трех групп оперативных регистров, а именно - 8 адресных регистров (A-регистры), 8 скалярных регистров (S-регистры) и 8 векторных регистров (V-регистры);
· промежуточных регистров: 64 адресных (B-регистры) и 64 скалярных (T-регистры);
· вспомогательных регистров: регистра длины вектора (VL) и регистра векторной маски (VM);
· 16 полностью независимых конвейерных функциональных устройств, которые могут работать параллельно, выполняя операции над данными из оперативных регистров;
· аппаратуры связи регистров с оперативной памятью, аппаратуры управления командами и аппаратуры управления каналами ввода-вывода.
Адресные регистры (A- и B-регистры) содержат 24 разряда, скалярные регистры (S- и T-регистры) - 64 разряда; каждый векторный регистр состоит из 64 слов по 64 разряда.
Каждое функциональное устройство реализует алгоритм одной или нескольких близких операций системы команд ОМ, причем скорость работы любого функционального устройства полностью детерминирована и не зависит от кодов конкретных операндов. Функциональные устройства могут получать новые наборы операндов и выдавать результаты в каждом такте синхронизации.
В состав аппаратуры управления командами и связи с оперативной памятью входит буфер команд, имеющий блочную организацию (16 блоков по 64 командных слога), с ассоциативным поиском номера блока. Наличие буфера команд позволяет значительно сократить число обращений к оперативной памяти при выполнении программы.
Имеется возможность выдачи команд для выполнения в функциональных устройствах с темпом одна команда за один такт синхронизации (максимальная производительность конвейера команд). Каждая команда в момент ее выдачи захватывает необходимые ей ресурсы (основные регистры и функциональные устройства) путем установки признаков резервирования в поле состояния ресурсов системы, приданном устройству управления (при этом соответствующий ресурс оказывается зарезервированным). Если один из ресурсов, запрашиваемых очередной командой, зарезервирован предшествующими командами, выдача команды блокируется до момента освобождения соответствующего ресурса, и конвейер команд приостанавливается. При выполнении скалярной команды регистр, на который должен быть помещен результат, резервируется на все время выполнения команды, а регистры, с которых берутся операнды, и функциональное устройство резервируются только на такт выдачи команды (они освобождаются сразу после выдачи команды). При выполнении векторной команды все три регистра (регистры, с которых берутся операнды, и регистр, на который помещается результат), а также функциональное устройство резервируются на все время выполнения команды.
