Потоковые вычислительные системы

Эффективной технологией, поддерживающей параллельность вычислений в ВС, является технология управления последовательностью выполнения команд программы потоком данных. В традиционных фон Неймановских машинах последовательность выполнения команд управляется счетчиком команд; команды выполняются строго в той последовательности, в которой они следуют в программе, то есть в последовательности их записи в памяти машины (естественно, если нет команд передачи управления). Это затрудняет организацию параллельного выполнения сразу нескольких команд программы.

Теоретически существует несколько моделей управления последовательностью исполнения команд в машине:

• последовательностью следования команд в программах;

• потоком данных: команда выполняется, как только доступны все ее операнды;

• по запросу: команда выполняется, как только результаты ее исполнения потребуются другим командам.

Управление потоком данных естественно поддерживает параллельность вычислений, ибо как только появятся исходные данные для выполнения нескольких команд, эти команды могут параллельно одновременно выполниться. Вычислительные системы, в которых последовательность выполнения команд программы управляется потоком данных, называются потоковыми ВС. Элементы потокового управления используются и в микропроцессорах. Так в МП Pentium при конвейерной обработке инструкции выполняются параллельно, причем, вне порядка, установленного в программе, а по мере готовности операндов и наличия свободных функциональных устройств.