Диссертация (1335837), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Поотомуожеоадресуовомодульопамяти RM будет записана единицаов булеву матрицуоготовности. Иовоитоге? еслиоворезультате последней операцииоводанном адресномосечении модуля памятиоготовностиообразуется двоичноеослово, которое прионаложении словаомаски, считанногоопо томуоже адресуоизомодуляRCM,осформируетопределенныйодвоичныйокод,кприме-ру,осодержащийоединицы во всех разрядах, то схемаоготовности RS аппаратносформируетосигнал POP извлеченияоКП из пула. СигналоPOPовызовет считываниеоизомодулей памятиоОМ, FM, IM иоразмещение вовыходнойоочереди PQ готовогоокообработкеоКП, обнуление адресногоосечения (по AdrCP) вомодуле памятиоготовности иоизвлечение изовходной очередиоRQ очередногооПД, еслифлаг «Очередь пуста»осброшен. Выходнаяомагазиннаяопамятьосбросит сигнал«Очередь PQ пуста», инициирующий оизвлечениеоготового КПодляообработкиопроцессорнымоблокомопо сигналу Rd, формируемому извне.Командныйопул (рисунок 5.4) в большейомере соответствуетодляоразмещения иофункционированияоужеообученнойонейроннойосети.
В этомослучаедостаточноооднократного занесенияокомандной, функциональнойоинформации иматрицыоуправленияоготовностьюософункциональноообособленных шин I (Instructions),FP(FunctionalParameters)иRC(ReadinessControl)поосигналуозаписиоWr в соответствующиеомодули памяти, послеочего пулопереводитсяоворабочийорежим [72, 154, 157].257Если подразумеваетсяоразмещение в пуле командонейроннойосети, котораяоподлежит обучению, то необходимооввести коррективыово входные цепиомодулей памяти RCM, FM и IM. Модулиопамятиофункциональных параметровFM могутобыть организованыотакоже, как модулиопамяти операндов ОМ изаполнятьсяопакетамиоданныхочерезоочередьорезультатов RQ из-за следующихопричин.Процесс настройкиофункциональныхопараметровонейроннойосети будетпроизводитьсяоразмещенной вопулеообучающейоПНП, результатомоееоработыбудетоформированиеоПД,которыеосодержатовополяхоDataзначенияовесовилиопорогов срабатывания формальныхонейронов для обучаемойонейронной сети.
Следовательно, одна нейроннаяосеть (обучающая)обудет использовать поляофункциональных параметров другой нейроннойосети (обучаемой) в качествеосвоих операндныхополей.КомандныйпулопредставляетсобойоМРВС, размещеннуюовопределахфункциональноозавершенного кристаллаоилиосекционированногообазового блока. МРВСодает возможностьообеспечить повышеннуюоустойчивость пула спомощьюозамыканияопотоководанныховопределахустройстваиоминимиза-цииообменаоинформациейосовнешнейосредой.Главнымонедостаткомосуществующихоподходов к организации нейросетевыхореализацийобудеторазнесениеовоовремениопроцессовзаписи/чтенияизпамяти, передачиоиообработкиоданных, приводящееок многочисленным непроизводительнымовременнымозатратам, иов пространствеоустройствохранения иобработкиоинформации. МРВСопозволяют выполнитьовременное и пространственноеосовмещениепроцессаобработкиоинформациисоперациямиозапи-си/чтения, которые проводятся в многофункциональнойопамяти.
Данный подходк техническойореализацииокомандногоопула основан наоособенностях МРВС,специфике выполненияоопераций в нейросетевомобазисе и интеллектуальнойопамяти IRAM.МРВС - этооструктуры, характеризующиесяомногофункциональностью ирегулярностьюоиокак следствиеомаксимально приспособленныеок производст-258вуометодами интегральнойотехнологии. Многофункциональностьообозначаетсявозможностьюореализации структуройонеединичного набора функций.оРегулярностьоопределяетсяоповторяемостьюосвязей и элементов структуры[160].Интеллектуальнаяопамять IRAM дополняетобазовыеоположения МРВС спомощьюопринципаомонолитностиоисполненияовычислителя, это приводитокминимизацииообменаоинформациейвременномуозамыканиюоосновныхсвнешнейосредой,потоковпространственно-преобразуемыходанныхвнутрифункциональноозавершенного кристалла [160], и, как следствие, снижает вероятностьонегативных эффектовоот деструктивногоовоздействия ЭМИ.
Управлениеовычислительным процессомоза счет потоководанных обеспечивает инициализациюопараллельной обработки данныхов пределах МРВС в зависимостиоот порядкаопоступления значенийоданных, которыеопередаются посредством пакетов.Нейроннаяосеть являютсяочастным случаемоМРВС, потому что в качествеобазового часто повторяющегосяов структуреоэлемента используетсяоформальныйонейрон, который реализуетонабор операций нейросетевогообазиса, и имеет местооповторяемость связей между формальнымионейрономи в сети.
Так же, спецификаонейронныхсетейодаетвозможностьостроить надежныеоструктурно-сложные системы даже из малонадежныхоэлементов, а функциональнаяоизбыточность нейроннойосети позволяет при разрушении части не вызывать потерисистемой своейофункциональности [153].Задачуоразработки нейронной сети можноопоказать как отражение процессаонейросетевых вычислений в структуреомногофункциональной памяти в соответствииосоидеологией МРВС и интеллектуальнойопамяти. Многообразие реализуемыхонейронной сетьюофункций, основныеодостоинства, в первую очередь,устойчивостьок деструктивнымовоздействиям ЭМИ, зависятоот системыосвязеймежду формальнымионейронами.
Другим достоинством нейроннойосети являетсявнутреннийопараллелизм, позволяющийопри достаточно скромномобыстродействии базовогооэлемента решатьоотносительно сложные, труднооформализуемыезадачиов реальном времени [165, 256, 257]. Из этогооследует, чтоопри проектиро-259ваниионейросетевой реализации ИСАУ БЦВК надо ориентироватьсяонаопринципы, позволяющиеореализоваться присущему нейронным сетямосамоуправлениювычислениями. Помимооэтого, логикаоработы памяти в такихосистемах обеспечиваетоустойчивость передаваемой, хранимойои обрабатываемойоинформации:операцияозаписи может производиться «по содержанию», а именно соиспользованием ассоциативногоодоступа коинформации; нетооперации считыванияоданных из ЗУ и, как следствие, исключенонепосредственный доступок хранимойоинформации.5.2.2 Организацияомногофункциональной памятиРассмотримоорганизациюомногофункциональнойпамятиосаппаратнойреализациейобазовых функцийоформального нейрона дляовыполненияораспределенных вычисленийопод управлением потокомоданных, нейронная сеть в которойопредставляется в виде пакетнойонейросетевой программы, которая размещенаов командныхоячейкахопула команд [159, 160].В соответствииос рассматриваемымоподходомоне важен порядокопоступления вооперандныеополя КП входныхозначений X i , которыеоприводят к установкеобитов готовности Ri .
Но такие архитектурныеоособенности как структураопула команд и используемыйоинтерфейс могут повлиятьона производительностьовычислений. Таким образом, наличие входнойоочереди для фиксацииопоступающих вопул команд ПД задаетопоследовательный характер заполненияополейX i и даетовозможность совместитьозанесение входныходанных с обработкой-оинформации именноов командномопуле. Умножение аргумента Xt на вес Wi иследующее накоплениеорезультата X iWi в поле аккумулятора А дает возможностьзаменитьов форматеоКП операндныеополя X i одним накопительнымополем А(рисунок 5.5).260Рисунок 5.5 - Командныйопакет дляомногослойной НСНад полямиоготовых к обработке КП выполняютсяопреобразования, аналогичные функцииоформального нейрона, формируютсяоПД в зависимостиоот числаоКП-приемников результата. Спецификаопула командосодержит построение«непрозрачной» для пользователяопамяти, в которуюочерез входнуюоочередь загружаютсяопакеты данных, а, следовательно, из выходнойоочереди извлекаютсяоготовыеокообработке КП или ПД.
Пул команд представляетособой информационнооустойчивую память, котораяоне имеет внешнихошин записи/чтения, а этоисключаетовозможность записиоинформации по конкрертномуоадресу и считыванияосодержимого определеннойоячейки памяти.Готовый КПочерез селекторнуюосеть будет передаватьсяок процессорнымузлам, а результатыообработкиововиде ПД черезораспределительнуюосеть будутопередаваться в командныеоячейки пулаокоманд. Приобольшом числе PU, чтоохарактерно дляонейронных сетей, растетосложность иовременные задержкиовсетяхопередачи пакетов. Согласнооидеологии МРВС необходимо произвестиообработку готовыхоКП непосредственноов пулеокоманд.Для распараллеливанияовычислений надооперейти к множествуолокальныхпуловокоманд, и это позволитосочетатьопоследовательныйохарактер обработкиконкретных КПов пулах с распределениемообработки информацииопо значительномуочислу вместеоработающих локальныхопулов.Нейронная сетьоформируется с помощьюопомещения КП в командныхячейкахолокальных пуловои заполненияокомандных, функциональныхои коммуникационныхополей либо на этапе обученияосети, либо (в случае уже обученнойонейроннойосети) на этапеопрограммирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
