Главная > Оптика > Оптические вычисления
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

11.3.3. Возможность реконфигурации сетей с оптическими переключателями

Жесткая связь, осуществляемая с помощью кабелей, обеспечивает наибольшее быстродействие системы для реализации как обработки определенного цифрового сигнала, так и простейшей экспертной системы, но при этом не обеспечивается требуемая гибкость при использовании различных алгоритмов. В случае использования десяти и более высокопроизводительных процессоров [9] шины, связывающие процессоры, входят в насыщение. С точки зрения соединяющих сетей важным обстоятельством является то, что для некоторых алгоритмов оказываются эффективными соединения между ближайшими процессорами, что позволяет снизить затраты на вычисления. Например, двумерный матричный процессор МРР, созданный в НАСА, оказывается эффективным для усиления контуров. Систолические матрицы [10, 11], аналогичные созданным в Университете Карнеги—Меллона [12], в компаниях ESL [13, 14], Hughes [15], NOSC [16, 17] оказываются эффективными для решения задач линейной алгебры, вычисления свертки, корреляции и ряда других операций. Указанные операции, с легкостью допускающие конвейерную обработку, согласно некоторым прогнозам, в ближайшем будущем будут преобладать даже в традиционной обработке сигналов. Однако алгоритмы, требующие более сложных соединений, выполняются менее успешно и с трудом реализуются в таких процессорах, особенно в автоматических системах. Большие быстродействующие оптические переключающие системы делают возможным необходимое перестроение процессора, что позволяет, например, получить общий вид и характеристики, как у системы с жесткими кабельными соединениями, систолической матрицы или более сложной сети. Запрограммированный поток данных снижает непроизводительные затраты времени на вычисления адресов памяти, декодирование команд, а также выборки команд или данных из памяти.

Сети общего назначения [18] любого размера и с любым быстродействием при традиционных полупроводниковых технологиях требуют слишком больших затрат. Следовательно, существующие в настоящее время системы имеют ряд каскадов, требующих размещения между входом и выходом или нескольких переключателей, или переключателя, частично реализующего функции перекрестного переключателя. Машина Butterfly с широкополосной сетью связи [19] имеет ряд каскадов перекрестных переключателей , соединенных с прекрасной

системой перемещения содержимого памяти, а в вычислительном устройстве TRAC, используемом в системе ультразвукового контроля Austin [20], применяются переключатели 2 с конфигурацией «баньян» (Banyan). Многокаскадность увеличивает потери времени в системе и усложняет управление.

Прохождение сообщений еще более увеличивает непроизводительные издержки, приводя к дополнительным потерям быстродействия ради достижения большей гибкости. Система iPSC, созданная компанией Intel, основана на схеме «космический куб» (”cosmic cube”) [21], имеет вершин и обладает распределенной памятью в вершинах -мерного гиперкуба. Каждый процессор соединяется с 7 другими процессорами из 128. Это обеспечивает большую гибкость алгоритма и большую степень сложности управляющих операций, чем у систолической матрицы, но дает меньшую гибкость, чем у полностью перестраиваемой системы.

Оптические сети межэлементных соединений обнаруживают много преимуществ по сравнению с электронными сетями [22, 23]. Например, описанный в гл. 11 процессор обработки сигналов способен полностью перестраиваться и использует заранее запрограммированные оптические переключатели, что позволяет получить высокое быстродействие, меньшие задержки и более простое управление, чем у многокаскадных перестраиваемых систем.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление