موضوع مقاله: آرایه ناهمزمان پردازنده‌های ساده | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # آرایه ناهمزمان پردازنده‌های ساده | مقدمه: نوسان‌سازهای مجزا در صورت نبود کار برای انجام، طی ۹ سیکل به‌طور کامل متوقف می‌شوند (تنها جریان نشتی باقی می‌ماند) و پس از در دسترس قرار گرفتن کار، در کمتر از یک سیکل با سرعت کامل مجدداً راه‌اندازی می‌شوند. | ## بخش 1: آرایه ناهمزمان پردازنده‌های ساده | این تراشه به هیچ‌گونه نوسان‌ساز کریستالی، حلقهٔ قفل فاز (PLL)، حلقهٔ قفل تأخیر (DLL)،سیگنال ساعت سراسری یا هر نوع سیگنال سراسری مرتبط با فرکانس یا فاز نیاز ندارد. این معماری چندپردازنده‌ای از موازی‌سازی در سطح وظیفه در بسیاری از کاربردهای پیچیدهٔ پردازندهٔ سیگنال دیجیتال (DSP) بهره می‌برد و همچنین بسیاری از وظایف بزرگ را با استفاده از موازی‌سازی دانه‌ریز محاسبه می‌کند. استفاده از حافظه‌های کوچک و معماری ساده در هر پردازنده به‌منظور دستیابی به بهره‌وری انرژی بالا. انجام ارتباط میان‌پردازنده‌ای از طریق یک شبکهٔ همسایهٔ نزدیک به‌منظور پرهیز از سیم‌های سراسری بلند و افزایش مقیاس‌پذیری به آرایه‌های بزرگ و فناوری‌های ساخت پیشرفته. هر پردازنده می‌تواند داده را از هر دو همسایه دریافت کرده و داده را به هر ترکیبی از چهار همسایهٔ خود ارسال کند. پردازنده‌های روی این تراشه با نرخ کلاک بین ۵۲۰ تا ۵۴۰ مگاهرتز در ولتاژ ۱٫۸ ولت کار می‌کنند و هر پردازنده به‌طور میانگین در هنگام اجرای کاربردها در فرکانس ۴۷۵ مگاهرتز، ۳۲ میلی‌وات توان مصرف می‌کند. | ## بخش 2: آرایه ناهمزمان پردازنده‌های ساده | بیشتر پردازنده‌ها با نرخ کلاک بیش از ۶۰۰ مگاهرتز در ولتاژ ۲٫۰ ولت کار می‌کنند که این موضوع معماری AsAP را در زمرهٔ بالاترین پردازنده‌های ساخته‌شده با نرخ کلاک شناخته‌شده (اعم از قابل‌برنامه‌ریزی یا غیرقابل‌برنامه‌ریزی) در یک محیط دانشگاهی قرار می‌دهد؛ بر اساس مقالات پژوهشی منتشرشده، این معماری دومین مورد با بالاترین نرخ کلاک شناخته‌شده است. در ولتاژ ۰٫۹ ولت، توان میانگین هر پردازنده هنگام اجرای برنامه‌ها ۲٫۴ میلی‌وات در فرکانس ۱۱۶ مگاهرتز است. پردازنده‌های قابل‌برنامه‌ریزی قادرند به‌صورت فردی و پویا منبع تغذیه و نرخ کلاک خود را تغییر دهند. پردازنده‌ها تا فرکانس ۱٫۲ گیگاهرتز در ولتاژ ۱٫۳ ولت کار می‌کنند که معتقدند بالاترین نرخ کلاک پردازنده ساخته‌شده در هر دانشگاه است. در ولتاژ ۱٫۲ ولت، پردازنده‌ها با فرکانس ۱٫۰۷ گیگاهرتز و توان مصرفی ۴۷ میلی‌وات هنگام فعالیت ۱۰۰٪ عمل می‌کنند. در ولتاژ ۰٫۶۷۵ ولت، فرکانس آنها ۶۶ مگاهرتز و توان مصرفی ۶۰۸ میکرووات هنگام فعالیت ۱۰۰٪ است. | ## بخش 3: آرایه ناهمزمان پردازنده‌های ساده | این نقطهٔ عملکرد امکان انجام یک تریلیون عملیات MAC یا واحد محاسبه و منطق(ALU) در ثانیه را با مصرف توان تنها ۹٫۲ وات فراهم می‌کند. به دلیل معماری چند دستور چند داده MIMD و توقف نوسان‌ساز کلاک با دانه‌ریز, بهره‌وری انرژی به ازای هر عملیات تقریباً به‌طور ثابت در طول بارهای کاری متنوع باقی می‌ماند، حال آنکه بسیاری از معماری‌ها چنین ویژگی‌ای ندارند. کاربردها کدنویسی بسیاری از وظایف پردازش سیگنال دیجیتال (DSP) و وظایف عمومی برای AsAP تکمیل شده است. این بلوک‌ها به‌طور مستقیم به یکدیگر متصل می‌شوند و نیازی به اصلاحات اضافی ندارند. نتایج مربوط به توان، توان عملیاتی و مساحت معمولاً چندین برابر بهتر از پردازنده‌های قابل‌برنامه‌ریزی DSP موجود است. ین معماری امکان تفکیک کامل بین برنامه‌نویسی و زمان‌بندی میان‌پردازنده‌ای را فراهم می‌کند که به‌طور کامل توسط سخت‌افزار مدیریت می‌شود. | ## جمع‌بندی | یک کامپایلر C تازه تکمیل‌شده و ابزار نگاشت خودکار برنامه‌نویسی را بیش از پیش ساده می‌کنند.