ارے پروسیسر: فن تعمیر، اقسام، کام کرنا اور اس کی ایپلی کیشنز

ایک سپر کمپیوٹر ایک بہت طاقتور کمپیوٹر ہے جس میں فن تعمیر، وسائل اور اجزاء شامل ہیں جو صارف کو کمپیوٹنگ کی بہت بڑی طاقت فراہم کرتے ہیں۔ ایک سپر کمپیوٹر بھی بڑی تعداد پر مشتمل ہوتا ہے۔ پروسیسرز جو ہر سیکنڈ میں لاکھوں یا اربوں حسابات انجام دیتا ہے۔ لہٰذا یہ کمپیوٹرز چند سیکنڈوں میں بے شمار کام انجام دے سکتے ہیں۔ تین قسم کے سپر کمپیوٹرز مضبوطی سے جڑے ہوئے کلسٹر کمپیوٹرز ہیں جو ایک اکائی کی طرح مل کر کام کرتے ہیں۔ کموڈٹی کمپیوٹرز کم لیٹنسی اور ہائی بینڈ وڈتھ LAN اور آخر میں ویکٹر پروسیسنگ کمپیوٹرز سے جوڑ سکتے ہیں جو کہ ایک سرنی پروسیسر یا ویکٹر پر منحصر ہیں۔ ایک سرنی پروسیسر ایک سی پی یو کی طرح ہے جو مختلف ڈیٹا عناصر پر ریاضی کی کارروائیوں کو انجام دینے میں مدد کرتا ہے۔ سب سے مشہور سرنی پروسیسر ILLIAC IV کمپیوٹر ہے جسے Burroughs Corporation نے ڈیزائن کیا ہے۔ یہ مضمون ایک کے جائزہ پر بحث کرتا ہے۔ صف پروسیسر - کام کرنا، اقسام اور ایپلی کیشنز۔

Array پروسیسر کیا ہے؟

ایک پروسیسر جو ڈیٹا کی ایک بڑی صف پر مختلف کمپیوٹیشن انجام دینے کے لیے استعمال ہوتا ہے اسے ارے پروسیسر کہا جاتا ہے۔ اس پروسیسر کے لیے استعمال ہونے والی دوسری اصطلاحات ویکٹر پروسیسرز یا ملٹی پروسیسرز ہیں۔ یہ پروسیسر ڈیٹا کی ایک صف پر ایک وقت میں صرف ایک ہی ہدایات دیتا ہے۔ یہ پروسیسر حسابات کو انجام دینے کے لیے بڑے ڈیٹا سیٹ کے ساتھ کام کرتے ہیں۔ لہذا، وہ بنیادی طور پر کمپیوٹر کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

سرنی پروسیسر آرکیٹیکچر

ایک سرنی پروسیسر میں متعدد ALUs (Arithmetic Logic Units) شامل ہیں جو تمام صف کے عناصر کو ایک ساتھ پروسیس کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ پروسیسر میں ہر ALU مقامی میموری کے ساتھ فراہم کی جاتی ہے جسے پروسیسنگ عنصر یا PE کہا جاتا ہے۔ اس پروسیسر کا فن تعمیر ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ اس پروسیسر کو استعمال کرنے سے، ایک ہی ہدایت ایک کنٹرول یونٹ کے ذریعے جاری کی جاتی ہے اور اس ہدایت کا اطلاق ایک ہی وقت میں متعدد ڈیٹا سیٹوں پر ہوتا ہے۔ ایک ہی ہدایت کا استعمال کرتے ہوئے، اسی طرح کا آپریشن ڈیٹا کی ایک صف پر کیا جاتا ہے جو اسے ویکٹر کمپیوٹیشن کے لیے موزوں بناتا ہے۔

سرنی پروسیسنگ فن تعمیر کو 2-جہتی سرنی یا میٹرکس کے طور پر جانا جاتا ہے۔ اس فن تعمیر کو دو جہتی پروسیسر کے ذریعہ لاگو کیا گیا ہے۔ اس پروسیسر میں، سی پی یو ایک ہی ہدایت جاری کرتا ہے اور اس کے بعد، اسے نمبر پر لاگو کیا جاتا ہے۔ ڈیٹا کا بیک وقت۔ یہ فن تعمیر بنیادی طور پر اس حقیقت پر منحصر ہے کہ تمام ڈیٹا سیٹ اسی طرح کی ہدایات پر کام کرتے ہیں، تاہم، اگر یہ ڈیٹا سیٹ ایک دوسرے پر انحصار کرتے ہیں، تو متوازی پروسیسنگ کو لاگو کرنا قابل حصول نہیں ہے۔ اس طرح یہ پروسیسرز پوری ہدایات کے مقابلے میں مؤثر طریقے سے حصہ ڈالتے ہیں اور پروسیسنگ کی رفتار کو بڑھاتے ہیں۔

سرنی پروسیسر کا کام کرنا

ایک سرنی پروسیسر کا ایک فن تعمیر ہوتا ہے جو بنیادی طور پر نمبروں کی صفوں پر کارروائی کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ اس پروسیسر آرکیٹیکچر میں متعدد پروسیسرز شامل ہیں جو بیک وقت کام کرتے ہیں، ہر ایک ایک صف کے عنصر کو سنبھالتا ہے، تاکہ متوازی طور پر تمام صف کے عناصر پر ایک ہی آپریشن لاگو ہو۔ ایک روایتی پروسیسر کے اندر ایک ہی اثر حاصل کرنے کے لیے، آپریشن کو ہر صف کے عنصر پر ترتیب وار اور بہت زیادہ آہستہ سے لاگو کیا جانا چاہیے۔

یہ پروسیسر ایک خود ساختہ یونٹ ہے جو اندرونی بس یا I/O پورٹ کے ذریعے مرکزی کمپیوٹر سے جڑا ہوا ہے۔ یہ پروسیسر انسٹرکشن پروسیسنگ کی مجموعی رفتار کو بڑھاتا ہے۔ یہ پروسیسر سسٹم کی مجموعی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے میزبان CPU سے متضاد طور پر کام کرتے ہیں۔ یہ پروسیسر ایک بہت ہی طاقتور ٹول ہے جو متوازی کے اعلیٰ سطح کے ساتھ مشکلات کو ہینڈل کرتا ہے۔

ارے پروسیسر کی اقسام

سرنی پروسیسر کی دو قسمیں ہیں جیسے؛ منسلک اور SIMD جس پر ذیل میں تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔

منسلک سرنی پروسیسر

منسلک سرنی پروسیسر کی طرح معاون پروسیسر ذیل میں دکھایا گیا ہے۔ یہ پروسیسر عددی کمپیوٹیشنل کاموں کے اندر کسی مشین کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے آسانی سے کمپیوٹر سے منسلک ہوتا ہے۔ یہ پروسیسر I/O انٹرفیس اور مقامی میموری انٹرفیس کے ذریعے جنرل پرپز کمپیوٹر سے جڑا ہوا ہے جہاں مین اور لوکل جیسی دونوں یادیں جڑی ہوئی ہیں۔ یہ پروسیسر متعدد فنکشنل یونٹس کے ذریعے متوازی پروسیسنگ کے ذریعے اعلیٰ کارکردگی حاصل کرتا ہے۔

SIMD سرنی پروسیسر

SIMD ('سنگل انسٹرکشن اور ایک سے زیادہ ڈیٹا اسٹریم') پروسیسرز ایک کمپیوٹر ہے جس میں متعدد پروسیسنگ یونٹ ہیں جو متوازی طور پر کام کرتے ہیں۔ یہ پروسیسنگ یونٹ کامن کنٹرول یونٹ (سی سی یو) کی نگرانی میں ہم وقت سازی میں ایک ہی آپریشن انجام دیتے ہیں۔ SIMD پروسیسر میں ایک جیسے PEs (پروسیسنگ عناصر) کا ایک سیٹ شامل ہوتا ہے جہاں ہر PES کی مقامی میموری ہوتی ہے۔

اس پروسیسر میں ایک ماسٹر کنٹرول یونٹ اور مین میموری شامل ہے۔ پروسیسر میں ماسٹر کنٹرول یونٹ پروسیسنگ عناصر کے آپریشن کو کنٹرول کرتا ہے۔ اور یہ بھی، ہدایات کو ڈی کوڈ کرتا ہے اور اس بات کا تعین کرتا ہے کہ ہدایات پر عمل کیسے کیا جاتا ہے۔ لہذا، اگر ہدایات پروگرام کنٹرول یا اسکیلر ہے تو اسے براہ راست ماسٹر کنٹرول یونٹ میں عمل میں لایا جاتا ہے۔ مین میموری بنیادی طور پر پروگرام کو اسٹور کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے جبکہ ہر پروسیسنگ یونٹ آپرینڈز کا استعمال کرتا ہے جو اس کی مقامی میموری میں محفوظ ہوتے ہیں۔

فوائد

ایک سرنی پروسیسر کے فوائد میں درج ذیل شامل ہیں۔

• ارے پروسیسرز پوری انسٹرکشن پروسیسنگ کی رفتار کو بہتر بناتے ہیں۔
• یہ پروسیسرز میزبان سی پی یو سے متضاد طور پر چلتے ہیں اور سسٹم کی مجموعی صلاحیت بہتر ہوتی ہے۔
  ان پروسیسرز میں ان کی اپنی مقامی میموری شامل ہے جو سسٹم کو اضافی میموری فراہم کرتی ہے۔ لہذا یہ ایک محدود ایڈریس اسپیس یا جسمانی میموری کے ذریعہ سسٹمز کے لئے ایک اہم غور ہے۔
• یہ پروسیسرز صرف ڈیٹا کی ایک بڑی صف پر کمپیوٹیشن کرتے ہیں۔
• یہ انتہائی طاقتور ٹولز ہیں جو متوازی کی ایک بڑی مقدار کے ساتھ مشکلات سے نمٹنے میں مدد کرتے ہیں۔
• اس پروسیسر میں متعدد ALUs شامل ہیں جو تمام صف کے عناصر کو ایک ساتھ پروسیس کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔
• عام طور پر، اس پروسیسر-اری نظام کے I/O آلات براہ راست میموری کو مطلوبہ ڈیٹا فراہم کرنے میں بہت کارآمد ہوتے ہیں۔
• سینسرز کی ایک رینج کے ساتھ اس پروسیسر کو استعمال کرنے کا بنیادی فائدہ ہلکا سا نشان ہے۔

ایپلی کیشنز

دی سرنی پروسیسرز کی ایپلی کیشنز مندرجہ ذیل شامل ہیں.

• یہ پروسیسر طبی اور فلکیات کی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے۔
• یہ تقریر کی بہتری میں بہت مددگار ہیں۔
• یہ سونار اور میں استعمال ہوتے ہیں۔ ریڈار نظام
• یہ اینٹی جیمنگ، سیسمک ایکسپلوریشن اور میں لاگو ہوتے ہیں وائرلیس مواصلات .
• یہ پروسیسر ریاضی کے حسابی کاموں کے اندر کمپیوٹر کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ایک عام مقصد والے کمپیوٹر سے منسلک ہے۔ لہذا یہ متعدد فنکشنل یونٹس کے ذریعہ متوازی پروسیسنگ کے ذریعے اعلی کارکردگی حاصل کرتا ہے۔

اس طرح، یہ ایک سرنی پروسیسر کا ایک جائزہ ہے جس میں عددی صفوں سے نمٹنے کے لیے ایک مخصوص فن تعمیر ہے۔ یہ پروسیسر ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ایک آزاد یونٹ کے طور پر اور یہ اندرونی بس یا I/O پورٹ کے ذریعے کمپیوٹر سے منسلک ہے۔ ILLIAC IV کمپیوٹر سب سے مشہور SIMD array پروسیسر ہے جسے Burroughs Corporation نے ڈیزائن کیا ہے۔ . ایک سرنی پروسیسر اور ایک ویکٹر پروسیسر دونوں معمولی فرق کے ساتھ ایک جیسے ہیں۔ ان دو پروسیسرز کے درمیان فرق ہے؛ ایک ویکٹر پروسیسر کئی ویکٹر پائپ لائنوں کا استعمال کرتا ہے لیکن ایک سرنی پروسیسر نمبر استعمال کرتا ہے۔ پروسیسنگ عناصر کی متوازی طور پر کام کرنے کے لیے۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے کہ کیا ہے؟ پروسیسر ?