НЕЙРОКОМПЬЮТЕРЫ - АРХИТЕКТУРА И РЕАЛИЗАЦИЯ


DSP фирмы Analog Devices - как элементная база нейровычислителей


Реализация нейровычислителей высокой пространственной размерности требует все более производительной элементной базы, для преодоления возникающих трудностей разработчики используют два возможных подхода: первый состоит в улучшении характеристик уже имеющихся процессоров, а второй - в увеличении производительности путем разработки новых архитектур. Первый способ ограничен увеличением производительности в 5-8 раз. Второй способ предполагает разработку архитектур, которые были бы наиболее удобны в конечном приложении и оптимизированы для конкретного языка программирования.

Компания Analog Devices [7] ведет разработки в обоих направлениях. Так ядро первого 32-разрядного процессора ADSP-21020 и производительностью 30 MFLOPS было усовершенствовано, что привело к созданию нового процессора ADSP-21065L с максимальной производительностью 198 MFLOPS, что соответствует ускорению в 6.6 раз. Работая над дальнейшим увеличением производительности, оптимизируя архитектуру существующих процессоров, был разработан новый сигнальный микропроцессор ADSP-2116x с тактовой частотой 100 МГц производительностью 600 MFLOPS.

Рис.1.DSP основа систем цифровой обработки сигналов.

Среди основных особенностей DSP семейства ADSP-2116x можно отметить:

  • Быстрые и гибкие модули арифметики. Все команды выполняются за один такт. Набор команд микропроцессора наряду с традиционными арифметическими операциями включает такие, как 1/x, 1/R(x), команды сдвига, циклического сдвига, комбинации операций сложения/вычитания с умножением
  • Независимые потоки данных в (из) вычислительные(х) модули(ей). За один такт процессор может одновременно считать (записать) два операнда в регистровый файл, загрузить два операнда в АЛУ, принять два операнда в умножитель, АЛУ и умножитель могут вырабатывать два результата (или три, если АЛУ выполняет операцию совместно со сложением/вычитанием). 48-битовое командное слово позволяет задавать в одной инструкции параллельное выполнение арифметических операций и обмен данными
  • Повышенная точность и расширенный динамический диапазон выполняемых операций.


    - Начало -  - Назад -  - Вперед -