计算机处理器阵列制造技术

一种计算机阵列（１０），具有：多个计算机（１２），用于完成可以被分成多个更小的任务的大任务，其中每个小任务被分配到一个或多个计算机（１２）。每个计算机（１２）可以针对特定功能而被配置，且与外部的计算机（１２）关联的各个输入／输出电路（２６）特别适合于特定的输入／输出功能。一个２５个计算机（１２）排列在计算机阵列（１０）中的例子具有：中心计算核（３４），且接近模片（１４）边缘的计算机（１２）被配置为输入和／或输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及计算机和计算机处理器领域，更具体地说，本专利技术涉及一种方法和装置，用于将计算机连接起来，使得所组合的计算机的总的速度和效率最优化。本专利技术的计算机阵列当前的主要用途是在单个微芯片上组合多个计算机，其中这些计算机相互合作以达到统一的预期目标。
技术介绍
在计算
中，处理速度是值得期待的品质，不断要求创建更快的计算机和处理器。由于在现有技术的任何给定状态下，处理器的最大可用速度是有限的，因此存在多种利用多个处理器或计算机以加快运行速度的尝试。在本
中，已知组合多个计算机处理器或计算机以划分一个任务或计算，使得该任务能在最短的时间内完成。一个例子是多线程应用程序，其中在不同的处理器上运行不同的程序线程。如上所述，可以确定有必要加快计算机处理器的运行速度。但还没有现有技术方法或装置已经能对多个计算机操作的性能达到最佳速度。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于加快计算机处理速度的装置和方法。本专利技术的另一个目的是提供一种装置和方法，其以不昂贵的方式提供显著的(substantial)计算能力。本专利技术的再一个目的是提供一种装置和方法，用于提高多计算机阵列的运行速度。本专利技术的仍一个目的是提供一种装置和方法，用于实现计算密集型任务。简而言之，本专利技术的一个已知实施例是一种计算机阵列，每个计算机有自己的存储器，并具有能够独立计算的功能。诸如数字无线电、数字立体声前置放大器、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收单元、无-->线电收发机、语音识别器的实现或其他许多类似功能之类的任务被划分为多个子操作，并且在阵列运行的初始化阶段，每个操作被分配到计算机之一。在上述的本专利技术的实施例中，计算机阵列在单个模片(die)上实现，其中至少一些在模片边缘附近的计算机被配置为实现输入和输出任务。配置计算机之间的连接以使得设备的实现相对简单，同时最小化在整个阵列中通信所需的“中继(hop)”的数目。在描述的实施例中，计算机被排列为5乘5的矩阵，其中每个计算机通过并联连接与其邻居中的3个计算机直接相连，虽然其他类型和数量的连接也在本专利技术的范围内。专利技术人发现，虽然起初将一个单独的任务分配到每个计算机可能会导致一些或所有的计算机有空闲时间，但配置的缺少复杂性和内在效率会弥补这样的空闲时间所导致的任何低效率，从而总的速度和任务的易完成性得到了很大提高。如在此所述和在附图中的几幅图所示，根据用于实现本专利技术的方式及其工业适用性的描述，本领域的技术人员将会清楚本专利技术的这些和其它目标及优点。所列的目标和优点并不是本专利技术所有可能优点的穷尽列表。此外，即使在应用中一个或多个预期的目标和/或优点不存在或不被要求时，仍然可以实践本专利技术。另外，本领域的技术人员会发现，本专利技术的各种实施例可能会达到一个或多个、但不一定是全部所描述的目标和/或优点。相应地，在此所述的目标和/或优点不是本专利技术的必需部分，不应被理解为限制。附图说明图1是根据本专利技术的计算机阵列的概略图；图2是图1中的计算机之一的一个示例的方框图；图3是根据本专利技术的、为特定应用配置的计算机阵列的概略图；和图4是描述本专利技术方法的一个示例的流程图。具体实施方式在下列描述中，参照附图来说明本专利技术，其中相同的数字表示相同或相似的单元。虽然本专利技术以实现专利技术人目标的方式来描述，但是本领域的技术人员会意识到：在不背离本专利技术的精神或范围的情况下，可以根据这些示教-->来实现各种变化。根据本专利技术，可以通过组合一个或多个包含代码的机器可读存储设备和用于执行其中包含的代码的合适的标准计算机硬件来实践本专利技术的方法形式。在此所述和/或在附图中所示出的本专利技术的实施例和变形只是以示例的方式来提供，而不应作为对本专利技术范围的限制。除非特别申明，本专利技术的各个方面和成分可以被省略或修改，或用已知的等价物或甚至未知的替代物代替，诸如未来开发出的替代物或未来可能发现是可接受的替代物。在保留在本专利技术的精神和范围中的情况下，本专利技术也可以针对各种应用而被修改，这是因为潜在应用的范围是很大的，并且期望本专利技术可适应于许多这样的变化。一种已知的、用于实现本专利技术的方式是单个计算机的阵列。本专利技术的计算机阵列如图1中的概略图所示，在此总的用参考符号10来指代。该计算机阵列10中具有多个计算机12(在所示的例子中为25)。在所示例子中，所有的计算机12位于单个模片14上。根据本专利技术，每个计算机12是通常意义上的功能独立的计算机，稍后将会更详细讨论。计算机12通过多条(其数量将在稍候会详细讨论)互连数据线16来互连。在该例子中，数据线16是异步高速并行数据线，虽然在本专利技术的范围内为此目的也可以采用其它互连装置(如串行数据线)。在阵列10的本实施例中，不仅在计算机12之间的数据通信是异步的，而且各个计算机12也是以异步模式运行。虽然这并不是本专利技术的必需特征，但专利技术人认为这可以提供重要的优点。例如，由于不必在整个计算机阵列12上分布时钟信号，所以可以节省大量能量，并且本领域内的技术人员会知道这是一个重要的优点。此外，不必分布时钟信号消除了许多可能限制阵列12的尺寸或引起其他已知困难的定时问题。应该指出，图1的视图并不意欲作为计算机12的布局图，而是该视图图解说明计算机12的可能互连的一个例子。在图1的视图中，可以看到计算机12的相邻的示例计算机(adjacent examples)通过3条数据线16而被连接到3个相邻的计算机12。专利技术人认为，数据线16的这个数量是一个合理的数量，这是因为它使得模片14上的金属层的必需数量最少，同时提供充足的数据通路，且从在阵列10的周边的一个计算机12到甚至最里面的计算机12的通信所需的“中继”的数目最少，其中术语“中继”用来表示计算机12之间的连接或转移，其中信号通过所述连接或转移而从一个计算机12转移到另一个计算机12。-->闪存18和RAM 20也在图1中呈现。在所示的实施例中，闪存18和RAM20处于“芯片外”，表示它们不在模片14上，尽管可以想象到它们中的一个或两者可能位于模片14上也属于本专利技术的范围。闪存18用来在开机时将初始程序装载到计算机12，而RAM 20以传统方式来使用。存储器控制计算机12a控制到闪存18和RAM 20中的存储器的访问。在所述的本专利技术的实施例中，闪存18使用串行数据线22以将数据传输到存储器控制计算机12a并且通过该存储器控制计算机12a，而RAM 20利用并行数据总线24，这是因为希望到RAM 20的尽可能快的连接。存储器控制计算机12a的示例用于说明本专利技术的一个重要方面。虽然，根据本专利技术，几个计算机12完全或基本相同，但是它们的每一个可以被配置为执行完全不同的功能。应当指出，根据本专利技术，计算机12是基本相同的计算机，在这些计算机中，在结构、电路、布局和操作性能上基本相同。在此将讨论一些可以选择性地提供的小差别的例子。但是，本专利技术的阵列10、10a仍是基本相同的计算机12的阵列。换句话说，本阵列10、10a是同构阵列，而不是从一开始为执行不同功能而设计的异构计算机阵列。虽然本专利技术的同构阵列10、10a中的计算机12是基本相同的，但是通过增加少量的额外电路它们可适于特定目的，稍后会详细讨论。本专利技术的同构阵列的多个优点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机阵列，包括：　多个计算机；　和多个连接所述多个计算机的数据通路，其中：　至少一些计算机被分配一个不同于分配给其他计算机的任务的任务。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-3-16 10/801,9421.一种计算机阵列，包括：多个计算机；和多个连接所述多个计算机的数据通路，其中：至少一些计算机被分配一个不同于分配给其他计算机的任务的任务。2.根据权利要求1的计算机阵列，其中：每个计算机被分配不同于其他计算机的任务的任务。3.根据权利要求1的计算机阵列，其中：至少一些计算机被配置用于特定输入功能。4.根据权利要求1的计算机阵列，其中：至少一些计算机被配置用于特定输出功能。5.根据权利要求1的计算机阵列，其中：所述多个计算机之间的通信是异步的。6.根据权利要求1的计算机阵列，其中：所述多个计算机之间的通信经由多条并行数据线。7.根据权利要求1的计算机阵列，其中：每个计算机被硬连线，以和所述多个计算机中的至少3个计算机通信。8.根据权利要求1的计算机阵列，其中：所述多个计算机的数量是25。9.根据权利要求1的计算机阵列，其中：所述多个计算机在物理上被排列为5乘5的阵列。10.根据权利要求1的计算机阵列，其中：至少一些计算机在物理上被排列为4乘6的阵列。11.根据权利要求1的计算机阵列，其中：沿所述阵列的每一边的计算机的数量是偶数。12.根据权利要求1的计算机阵列，其中：至少一个计算机直接与外部存储源通信。13.根据权利要求1的计算机阵列，其中：至少一个计算机将数据从外部存储源传递到所述多个计算机中的至少一些计算机。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯H穆尔，
申请(专利权)人：VNS业务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]