并行存储器的无冲突访问：二维数组错位存放策略

"这篇资料主要讨论了在并行存储器中如何实现无冲突访问，特别是在一个4*5的二维数组在7个存储分体上的存放例子。内容涉及到阵列处理机的设计，以及如何通过行、列、对角线等方式存取数据以避免冲突。" 在并行存储器系统中，尤其是在阵列处理机的环境下，高效率的数据存取是至关重要的。当处理大尺寸的二维数组时，如何进行无冲突访问是一个关键问题。在这个4*5的二维数组例子中，数组被分布在7个存储分体上，这种分布方式旨在优化访问效率并避免访存冲突。 首先，我们了解到访问需求可能包括对数组的行、列或对角线的并行访问。然而，存储器带宽的限制可能导致访问速度无法匹配向量处理的速度，从而产生冲突。为了解决这个问题，可以采用多体交叉存储器设计，这样可以增加存储器带宽，以适应向量处理的需求。此外，通过对向量进行分组操作，可以进一步缓解因存储器带宽不足导致的问题。 对于一维数组，连续访问多个元素时，如果访问步长与数组大小互质，可以避免冲突。例如，访问一个长度为m的一维数组时，选择质数m作为步长，可以使得所有元素都被访问到而不会产生冲突。而在二维数组中，访问同一行或对角线上的元素通常没有冲突，但访问同一列则可能引发冲突，访问效率降低至四分之一。 为了解决二维数组的冲突访问问题，提出了错位存放策略。在n*n的二维数组中，元素的存储地址可以通过体号地址j=(aδ+bβ+c) mod m计算，其中i表示体内地址，a、b为数组下标，δ、β为常数，m为一个质数。这种错位存放方式可以根据不同的δ和β值来实现行、列错开，从而实现无冲突访问。 具体到4*5的二维数组，在7个存储体上的存放示例中，我们可以看到元素按照一定的规则分布在各个体中，如行、列或者对角线元素错开存放，以确保在并行访问时不会产生冲突。通过将二维数组转换成一维数组，可以更直观地理解这种存放策略，并且可以按一维数组的方式处理数据，以达到高效无冲突的访问。 实现并行存储器中的无冲突访问涉及到对数组的合理布局、存储体的组织以及访问模式的设计。通过采用多体交叉存储器、对向量分组操作和错位存放策略，可以在一定程度上克服存储器带宽限制，提高并行处理的效率。