Unidad de Procesamiento Paralelo

Overview

Las GPUs son potentes porque realizan muchas operaciones simples a la vez en lugar de una operación compleja a la vez. Este proyecto demuestra el procesamiento paralelo construyendo cuatro canales ALU idénticos que realizan la misma operación simultáneamente sobre datos diferentes. Ingresarás cuatro valores y los cuatro se procesarán en un solo ciclo de reloj—¡esto es SIMD (Instrucción Única, Datos Múltiples) en acción!

Components Needed

• 4x SN74LS181 IC (ALU)
• 2x SN74HC374 IC (Registro)
• 16x LED
• 2x Interruptor DIP (8 posiciones)
• manyx Cables

Instructions

1. Construir Cuatro Canales ALU Idénticos

   Configura cuatro ALUs 74LS181 en tus protoboards. Conecta todas sus líneas de selección de función (S0-S3, M) juntas—todas realizarán la misma operación. Cada ALU recibe sus propias entradas de datos independientes.

2. Conectar el Bus de Control Compartido

   Conecta los interruptores de selección de función a las cuatro ALUs en paralelo. Cuando cambias la operación, todas las ALUs cambian juntas. Esta es la parte de "Instrucción Única" de SIMD.

3. Conectar las Entradas de Datos Independientes

   Cada canal ALU recibe su propia entrada de 4 bits mediante interruptores DIP o registros. Esta es la parte de "Datos Múltiples"—cada ALU procesa valores diferentes.

4. Añadir la Visualización de Salida

   Conecta 4 LEDs a la salida de cada ALU (16 en total). Cuando aplicas el reloj al sistema, los cuatro resultados aparecen simultáneamente.

5. Demostrar la Aceleración Paralela

   Configura todas las ALUs en modo SUMA. Ingresa cuatro valores diferentes. En un ciclo de reloj, obtienes cuatro resultados de suma. ¡Una sola ALU necesitaría cuatro ciclos para el mismo trabajo!

Challenges

• Expande a 8 canales paralelos
• Añade registros de entrada con carga paralela desde un bus de datos
• Implementa una operación simple tipo shader en todos los canales
• Construye un comparador paralelo para buscar datos