Организация процессоров

Обмен данными и управляющими сигналами осуществляется только с соседними клетками. Обмен с оперативной памятью происходит только на границе массива клеток. Термин «систолическая» (systolic) указывает на синхронность, непрерывность и волнообразность продвижения обрабатываемых данных от одной границы массива к другой (систола – это сердечная мышца, которая работает также синхронно, ритмично и без остановок в ходе всей жизни человека, как систолическая система «прокачивает» через себя обрабатываемые данные). Особенностью работы систолических структур является отсутствие накопления информации в локальных блоках памяти и возвратов потоков данных назад для циклической обработки. Упорядоченность этапов обработки информации указывает на родство с конвейерными архитектурами типа MISD, поэтому многие исследователи относят систолические системы именно к этом классу. В то же время наличие различных потоков команд и данных в системе и разных программ у разных вычислительных клеток указывает на родство с MIMD-архитектурами. В то же время в отличие от MIMD характер обмена носит заданный, однонаправленный характер, отсутствие циклов, возвратов, длинных пересылок, а также относительная простота задач, решаемых каждой вычислительной клеткой, позволяет говорить о своеобразии систолических структур. Областью применения таких структур прежде всего являются многопроцессорные специализированные структуры для цифровой обработки сигналов, изображений, для решения матричных задач. Для эффективной реализации вычислений в систолической структуре необходимы так называемые систолические алгоритмы, рассчитанные на аппаратную систолическую реализацию. Они должны удовлетворять определенным требованиям, среди которых : 1)
Регулярность, однонаправленность графа вычислений (потокового графа) алгоритма. 2)
Ацикличность алгоритма. 3)
Возможность разбиения алгоритма на этапы одинаковой сложности и длительности выполнения для построения конвейера. 4)
Возможность распараллеливания вычислений.