次超級計算機

次超級計算機是一種短暫存在的計算機的級別，出現於20世紀80年代中期，特點是結合了並行向量處理和小規模的多元處理。由於使用並行向量處理的科學計算越來越流行，對於在非公司層面而是在部門級別使用的低成本系統的需求為新的計算機廠商創造了進入市場的機會。通常這種稍小型的計算機的價格僅為超級計算機的十分之一。

基本介紹

• 中文名：次超級計算機
• 外文名：Subsupercomputer
• 所屬學科：電腦
• 領域：計算機

簡介

次超級計算機有著幾個顯著的在技術、經濟和政治方面的特點。首先，它在硬體方面比之前的大型機和小型機更加多樣化，而在軟體方面則反之。其次，超大規模積體電路的發展使得它相對便宜。這種計算機的市場目標是成本效益和快速製造。再次，值得注意的是這些廠家並不製造次超級計算機：在美國的IBM和傳統大型機廠家；美國之外的日本超級計算機廠家和俄羅斯（嘗試製造小型機）。

1990年代出現了攜帶高性能浮點運算器的微處理器（例如MIPS R8000和IBM POWER 2），基於這種微處理器的廉價的科學工作站侵蝕了對次超級計算機的需求。

行業期刊《Datamation》提出了術語“crayette”，意味著指令集兼容於克雷公司。

並行向量處理機

向量處理器，又稱數組處理器，是一種實現了直接操作一維數組（向量）指令集的中央處理器（CPU）。這與一次只能處理一個數據的標量處理器正相反。向量處理器可以在特定工作環境中極大地提升性能，尤其是在數值模擬或者相似領域。向量處理器最早出現於20世紀70年代早期，並在70年代到90年代期間成為超級計算機設計的主導方向，尤其是多個克雷（Cray）平台。由於90年代末常規處理器設計性能提升，而價格快速下降，基於向量處理器的超級計算機逐漸讓出了主導地位。

現在，絕大多數商業化的CPU實現都能夠提供某種形式的向量處理的指令，用來處理多個（向量化的）數據集，也就是所謂的SIMD（單一指令、多重數據）。常見的例子有VIS,MMX,SSE,AltiVec和AVX。向量處理技術也能在遊戲主機硬體和圖形加速硬體上看到。在2000年，IBM，東芝和索尼合作開發了Cell處理器，集成了一個標量處理器和八個向量處理器，套用在索尼的PlayStation 3遊戲機和其他一些產品中。

其他CPU設計還可能包括多重指令處理多重（向量化的）數據集的技術——也就是所謂的MIMD（多重指令、多重數據）——並實現了VLIM。此類設計通常用於特定套用場合，而不是面向通用計算機的市場化產品。在富士通的 FR-V VLIW/vector 處理器中，組合使用了兩種技術。

多元處理

多元處理（英語：Multiprocessing），也譯為多處理器處理、多重處理，指在一個單一電腦系統中，使用二個或二個以上的中央處理器，以及能夠將計算工作分配給這些處理器。擁有這個能力的電腦系統，也被稱為是多元處理器系統（Multiprocessing system）。

當系統擁有多個處理器時，在同一時間中，可能有數個程式在運行。有時候，運行並發性程式，也會被稱為是多元處理。只是當使用在軟體時，通常會稱為多元程式（multi-programming），或多任務處理（multitasking）。多元處理主要用於指超過一個以上處理器的電腦硬體架構的計算能力。

超大規模積體電路

超大規模積體電路（英語：very-large-scale integration，縮寫：VLSI），是一種將大量電晶體組合到單一晶片的積體電路，其集成度大於大規模積體電路。集成的電晶體數在不同的標準中有所不同。從1970年代開始，隨著複雜的半導體以及通信技術的發展，積體電路的研究、發展也逐步展開。計算機里的控制核心微處理器就是超大規模積體電路的最典型實例，超大規模積體電路設計（VLSI design），尤其是數字積體電路，通常採用電子設計自動化的方式進行，已經成為計算機工程的重要分支之一。