弗林的经典分类SIMD和SISD
有不同的方法对并行计算机进行分类(具体例子可参见并行计算分类)。
一种被广泛采用的分类被称为弗林经典分类,诞生于1966年。弗林分类法从指令流和数据流两个维度区分多处理器计算机体系结构。每个维度有且仅有两个状态:单个或者多个。
下面个矩阵定义了弗林分类的几个可能状态:
单指令单数据(SISD):SISD是标准意义上的串行机,具有如下特点:1)单指令:在每一个时钟周期内,CPU只能执行一个指令流;2)单数据:在每一个时钟周期内,输入设备只能输入一个数据流;3)执行结果是确定的。这是最古老的一种计算机类型。
单指令多数据(SIMD):SIMD属于一种类型的并行计算机,具有如下特点:1)单指令:所有处理单元在任何一个时钟周期内都执行同一条指令;2)多数据:每个处理单元可以处理不同的数据元素;3)非常适合于处理高度有序的任务,例如图形/图像处理;4)同步(锁步)及确定性执行;5)两个主要类型:处理器阵列和矢量管道。
SIMD单指令流多数据流是什么意思?
单指令流多数据流(英语:Single Instruction Multiple Data,缩写:SIMD)是一种采用一个控制器来控制多个处理器,同时对一组数据(又称“数据向量”)中的每一个分别执行相同的操作从而实现空间上的并行性的技术。
在微处理器中,单指令流多数据流技术则是一个控制器控制多个平行的处理微元,例如Intel的MMX或SSE,以及AMD的3D Now!指令集。
图形处理器(GPU)拥有强大的并发处理能力和可编程流水线,面对单指令流多数据流时,运算能力远超传统CPU。OpenCL和CUDA分别是最广泛使用的开源和专利通用图形处理器(GPGPU)运算语言。
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