单指令流多数据流和并行向量处理机

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

单指令流多数据流和并行向量处理机之间的区别

单指令流多数据流 vs. 并行向量处理机

单指令流多数据流（Single Instruction Multiple Data，縮寫：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。 圖形處理器（GPU）擁有強大的並行處理能力和可程式流水線，面對单指令流多数据流時，運算能力遠超傳統CPU。OpenCL和CUDA分別是目前最廣泛使用的開源和專利通用圖形處理器（GPGPU）運算語言。. 向量处理器，又称数组处理器，是一种实现了直接操作一维数组（向量）指令集的中央处理器（CPU）。这与一次只能处理一个数据的标量处理器正相反。向量处理器可以在特定工作环境中极大地提升性能，尤其是在数值模拟或者相似领域。向量处理器最早出现于20世纪70年代早期，并在70年代到90年代期间成为超级计算机设计的主导方向，尤其是多个克雷（Cray）平台。由于90年代末常规处理器设计性能提升，而價格快速下降，基于向量处理器的超级计算机逐渐让出了主导地位。 现在，绝大多数商业化的CPU实现都能够提供某种形式的向量处理的指令，用来处理多个（向量化的）数据集，也就是所谓的SIMD（单一指令、多重数据）。常见的例子有 VIS, MMX, SSE, AltiVec 和 AVX。向量处理技术也能在游戏主机硬件和图形加速硬件上看到。在2000年，IBM，东芝和索尼合作开发了Cell处理器，集成了一个标量处理器和八个向量处理器，应用在索尼的PlayStation 3游戏机和其他一些产品中。 其他CPU设计还可能包括多重指令处理多重（向量化的）数据集的技术——也就是所谓的MIMD（多重指令、多重数据）——并实现了VLIM。此类设计通常用于特定应用场合，而不是面向通用计算机的市场化产品。在富士通的 FR-V VLIW/vector 处理器中，组合使用了两种技术。.

并行计算

并行计算（parallel computing）一般是指许多指令得以同时进行的计算模式。在同時進行的前提下，可以將計算的過程分解成小部份，之後以並行方式來加以解決。 電腦軟體可以被分成數個運算步驟來執行。為了解決某個特定問題，軟體採用某個演算法，以一連串指令執行來完成。傳統上，這些指令都被送至單一的中央处理器，以循序方式執行完成。在這種處理方式下，單一時間中，只有單一指令被執行(processor level: 比较微处理器，CISC, 和RISC，即流水线Pipeline的概念，以及后来在Pipeline基础上以提高指令处理效率为目的的硬件及软件发展，比如branch-prediction, 比如forwarding，比如在每个运算单元前的指令堆栈，汇编程序员对programm code的顺序改写)。平行運算採用了多個運算單元，同時執行，以解決問題。.

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MMX

MMX是由英特尔开发的一种SIMD多媒体指令集，共有57条指令。它于1996年集成在英特尔奔腾（Pentium）MMX处理器上，以提高其多媒体数据的处理能力。 其优点是增加了處理器關於多媒体方面的处理能力，缺点是占用浮点数寄存器进行运算（64位MMX寄存器实际上就是浮点数寄存器的别名）以至于MMX指令和浮点数操作不能同时工作。为了减少在MMX和浮点数模式切换之间所消耗的时间，程序员们尽可能减少模式切换的次数，也就是说，这两种操作在应用上是互斥的。AMD在此基础上发展出3D Now!指令集。 3D Now!發佈一年後，Intel在MMX基础上发展出SSE（Streaming SIMD Extensions）指令集，用來取代MMX。現在，新開發的程式不再僅使用MMX來最佳化軟體執行效能，而是改使用如SSE、3DNOW!等更容易最佳化效能的新一代多媒體指令集，不過目前的處理器大多仍可以執行針對MMX最佳化的較早期軟體。.

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SSE

SSE（Streaming SIMD Extensions）是英特尔在AMD的3D Now!发布一年之后，在其计算机芯片Pentium III中引入的指令集，是繼MMX的擴充指令集。SSE指令集提供了70條新指令。AMD后来在Athlon XP中加入了对这个新指令集的支持。.

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