Способы организации высокопроизводительных процессоров. Клеточные и ДНК-процессоры. Коммуникационные процессоры
Коммуникационные процессоры
Коммуникационные процессоры – это микрочипы, представляющие собой нечто среднее между жесткими специализированными интегральными микросхемами и гибкими процессорами общего назначения. Коммуникационные процессоры программируются, как и привычные для нас ПК-процессоры, но построены с учетом сетевых задач, оптимизированы для сетевой работы и на их основе производители – как процессоров, так и оборудования – пишут программное обеспечение для специфических приложений. Коммуникационный процессор имеет собственную память и оснащен высокоскоростными внешними каналами для соединения с другими процессорными узлами. Его присутствие позволяет в значительной мере освободить вычислительный процессор от нагрузки, связанной с передачей сообщений между процессорными узлами. Скоростной коммуникационный процессор с RISC-ядром позволяет управлять обменом данными по нескольким независимым каналам, поддерживать практически все распространенные протоколы обмена, гибко и эффективно распределять и обрабатывать последовательные потоки данных с временным разделением каналов.
Сама идея создания процессоров, предназначенных для оптимизации сетевой работы и при этом достаточно универсальных для программной модификации, родилась в связи с необходимостью устранить различия в подходах к созданию локальных сетей (различные подходы к архитектуре сети, классификации потоков и т.д.). Несомненно, истинной причиной бума сетевых процессоров стало ускорение темпов развития рынка. Когда рынок движется на "Internet-скорости", поставщики оборудования уже не могут тратить по два года на разработку специализированных микросхем для реализации конкретных сетевых функций. Эти два года (и вложенные деньги) будут потрачены зря, если рынок за это время уйдет в другом направлении. Выход один – разрабатывать процессоры, которые поставщики оборудования могут внедрить и выпустить в новом продукте в течение нескольких месяцев. Бум сетевых процессоров, окончательно оформившийся в середине 1999 г., не был кратким, и в последующие годы индустрия развивалась крайне бурно.
По прогнозам одних аналитиков, очень скоро специальные микросхемы будут вытеснены стандартными сетевыми процессорами. Другие аналитики считают, что у сетевых процессоров, без сомнения, есть будущее, но они смогут преобладать только на некоторых сегментах рынка, где необходимы укороченные циклы разработки, быстрота и гибкость.
Предполагается, что на этом рынке не будет преобладать какая-либо одна компания, как, например, Intel на рынке ПК. Однако считается, что Intel останется одним из ключевых игроков, разделив $2,9 млрд. с IBM, Motorola и дюжиной других компаний.
Новая серия коммуникационных процессоров INTEL IXP4xx построена на базе распределенной архитектуры XScale и включает мощные мультимедийные возможности, а также развитые сетевые интерфейсы Ethernet. Сочетание высокой производительности и низкого энергопотребления позволяет эффективно применять коммуникационные процессоры INTEL не только в классических сетевых приложениях, но и для построения Internet-ориентированных встраиваемых систем промышленного назначения.
Эффективность работы промышленных предприятий сегодня напрямую зависит от гибкости применяемых систем автоматизированного управления. Крупные производственные установки требуют использования нескольких децентрализованных систем управления, связанных друг с другом мощной информационной сетью, способной работать в сложных промышленных условиях. Зачастую эти средства промышленной коммуникации призваны обеспечить возможность гибкого управления, программирования и контроля работы распределенных систем управления из удаленных диспетчерских пунктов. Достижение этих целей возможно с помощью коммуникационных процессоров, предназначенных для подключения персональных компьютеров к промышленным информационным сетям. Дополнительные возможности, обеспечиваемые коммуникационными процессорами, должны быть интересны, прежде всего, тем пользователям, которым необходимо осуществлять сложные транзакции или наладить прямую голосовую и видеосвязь в рамках сетевой инфраструктуры.