Yazan : Şadi Evren ŞEKER

Micheal Flynn tarafından 1966 yılında yapılan bu sınıflandırma, bilgisayar mimarilerini 4 ana grup altında toplar. Bu gruplar aşağıdaki şekilde sıralanabilir:

  • SISD (Single Instruction Single Datastream) Tek Komut Tek Veri akışı
  • SIMD (Single Instruction Multiple Datastream) Tek Komut Çok Veri akışı
  • MISD (Multiple Instruction Single Datastream) Çok Komut Tek Veri akışı
  • MIMD (Multiple Instruction Multiple Datastream) Çok Komut Çok Veri akışı

Yukarıdaki bu sınıfların açıklamaları, aşağıda sunulmuştur.

SISD

Bu sınıfta, tek işlemci ve tek hafıza bulunmaktadır.

Yukarıda görüldüğü üzere, tek işlemci bulunmakta, bu tek işlemciye bilgisayarda bulunan veri yolu (BUS) sayesinde komutlar ve veriler akmaktadır. İşlemci bu akan veriler ve komutları alarak, işlenmiş verileri üretmektedir. Bu mimari klasik olarak Von Neumann makinesidir.

MISD

Bu sınıfta, birden fazla işlemci bulunmaktadır. Veri tek bir kaynaktan akmakta ve verinin işlenmiş hali yine tek bir kaynakta toplanmaktadır.

Bu anlamda, yukarıdaki işlemci modeli, bir önceki modelde olan SISD modelinde bulunan işlemci kutusunun açılmışı olarak düşünülebilir. Yani kutuya dışarıdan bakan kişinin, sistemden beklentileri ve sisteme etkisi, sanki tek işlemci bulunuyormuş gibidir. Ancak sistemin içerisinde, işlemci kutusu alt işlemciler tarafından desteklenmektedir.

Burada unutulmaması gereken, verinin tek olması ancak komutların çoklu olmasıdır. Bu mimari, gerçek uygulamalarda çok kullanılmaz. Biraz daha teorik bir tasarımdır. Bunun en büyük sebebi, kaynakları kullanımda MISD yaklaşımının, MIMD veya SIMD kadar başarılı olamamasıdır.

SIMD

Şayet veri farklı kaynaklardan geliyor ancak işlemci tek ise ve bu farklı kaynaklardan gelen veri, aynı anda işlemcide işleniyorsa, bu modele SIMD ismi verilir

Yukarıdaki şekilde görüldüğü üzere, birden fazla veri akışı üzerinde tek komut listesi çalışmaktadır. Bu tek komutlu yaklaşım, SIMD mimarisinde işlemcilere uygun şekilde bölünmelidir.

SIMD mimarisinin en büyük avantajı, büyük, özdeş verilerin işlenmesinde ortaya çıkar. Örneğin resim işleme sırasında imgecik (pixel) bazlı yapılan işlemlerin dağıtılması ve birden fazla işlemci üzerine aynı komutun verilmesi mümkündür. Örneğin resimin aydınlatılması için, resimde bulunan her imgeciğin (pixel), belirli oranlarda aydınlatılması isteniyorsa, resimdeki imgecikler farklı işlemcilerde aynı komut ile paralel olarak aydınlatılabilir.

Diğer bir örnek matris çarpımı olabilir. Büyük bir matrisin, farklı işlemcilere bölünmesi ve bu bölünmüş işlemcilere aynı komutun verilmesi sonucunda matris üzerinde çarpma gibi işlemler gerçekleştirilebilir.

MIMD

Birden çok veri kaynağı, birden çok komut girişi ile çalışmaktadır.

Bu mimari modelinde, işlemciler bağımsız olarak ve asenkron olarak çalışabilmektedir. Bunun anlamı, bir işlemcinin diğer işlemcileri beklemesi gerekmemesi ve sonuçların birbirinden bağımsız olarak işlenebilmesidir.

MIMD modelinde, SISD modelinde oluşturulmuş birden fazla makine varmış gibi düşünülebilir. Bu düşünce, doğru olmakla birlikte, çoklu SISD modeline göre avantajlar vardır. Örneğin işlemcilerin aynı donanım içerisinde olması sayesinde, veri iletişimi kolaylaşabilmektedir.

Zaten MIMD mimarisi de, kendi içerisinde paylaşılmış hafıza (shared memory) ve dağıtılmış hafıza (distributed memory) olarak iki grupta incelenir.

Paylaşılmış hafıza için durum, tek bir hafıza üzerinde çalışan birden fazla işlemcidir. Burada hafızdan kasıt, bilgisayarın birincil hafızası (primary memory, veya RAM) olarak düşünülebilir. Aynı problem işlemcilerin ön hafızaları (cache) için de bulunur. Yani işlemcilerin birden fazla önbellek kullanmaları veya tek önbellek üzerinden, birden fazla işlemcinin çalışıyor olması birer tasarım kriteridir.

Paylaşılmış hafıza olarak UMA, COMA veya NUMA mimari alternatifleri bulunur.

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir


beş × 3 =