大規模並列プロセッサアレイ

大規模並列プロセッサアレイ（MPPA ）は、数百または数千個のCPUとRAMメモリを大規模に並列配置した集積回路の一種です。これらのプロセッサは、再構成可能なチャネル相互接続を介して互いに処理をやり取りします。多数のプロセッサを並列に動作させることで、MPPAチップは従来のチップよりも高度な処理を実行できます。MPPAは、高性能組み込みシステムアプリケーションを開発するためのソフトウェア並列プログラミングモデルに基づいています。

MPPAはMIMD（複数命令ストリーム、複数データ）アーキテクチャであり、分散メモリはグローバルに共有されるのではなく、ローカルにアクセスされます。各プロセッサは厳密にカプセル化されており、自身のコードとメモリのみにアクセスします。プロセッサ間のポイントツーポイント通信は、構成可能な相互接続で直接実現されます。^{[ 1 ]}

MPPAの大規模な並列処理と分散メモリMIMDアーキテクチャは、プロセッサ数が少なく、SMPまたはその他の共有メモリアーキテクチャを採用し、主に汎用コンピューティングを目的としたマルチコアおよびメニーコアアーキテクチャとは一線を画しています。また、 HPCアプリケーションで使用されるSIMDアーキテクチャのGPGPUとも区別されます。^{[ 2 ]}

MPPAアプリケーションは、階層的なブロック図またはワークフローとして表現することで開発され、その基本オブジェクトはそれぞれ独自のプロセッサ上で並列に実行されます。同様に、大きなデータオブジェクトは分割され、並列アクセス可能なローカルメモリに分散されます。オブジェクトは、専用チャネルの並列構造を介して通信します。目的は、ローカルレイテンシを最小限に抑えながら総スループットを最大化し、パフォーマンスと効率を最適化することです。MPPAの計算モデルは、カーンプロセスネットワークまたは通信シーケンシャルプロセス（CSP）に似ています。^{[ 3 ]}

MPPAは、高性能組み込みシステムや、ビデオ圧縮^{[ 4 ] [ 5 ]}、画像処理^{[ 6 ]} 、医療画像処理、ネットワーク処理、ソフトウェア無線、その他の計算集約型ストリーミングメディアアプリケーションなどのデスクトップコンピュータおよびサーバーアプリケーションのハードウェアアクセラレーションに使用されます。これらのアプリケーションでは、FPGA、DSP、および/またはASICチップが使用されます。

企業で開発された MPPA には、Ambric、PicoChip、Intel、^{[ 7 ]} IntellaSys、GreenArrays、ASOCS、Tilera、Kalray、Coherent Logix、Tabula、Adaptevaで設計されたものなどがあります。Aspex (Ericsson) Linedancer は、MPPA ではなく Massive wide SIMD Array であった点で異なります。厳密に言えば、3,000 ゲート コアのうち 4096 個すべてが独自のコンテンツ アドレス指定可能メモリを持っていたため、連想処理として分類できます。^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

大学で開発された製造された MPPA には、カリフォルニア大学デービス校の36 コア^{[ 11 ]}および 167 コア^{[ 12 ]}の非同期アレイ オブ シンプル プロセッサ (AsAP)アレイ、 MITの16 コア RAW ^{[ 13 ]} 、復旦大学の16 コア^{[ 14 ]}および 24 コア^{[ 15 ]}アレイなどがあります。

中国のSunwayプロジェクトは、2016年6月から2018年6月まで世界最速のスーパーコンピュータであったTaihuLightスーパーコンピュータ向けに、独自の260コアSW26010マルチコアチップを開発した。 ^{[ 16 ] [ 17 ]}

DE Shaw Researchが分子動力学シミュレーション用に設計した Anton 3 プロセッサは、コアのペアが 12×24 のタイル状グリッドに配置された 576 個のプロセッサのアレイを備えています。ルーティングされたネットワークがこれらのタイル同士を接続し、チップ外に拡張して完全なシステム内の他のノードに接続します。^{[ 18 ] [ 19 ]}

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