SIMD和MIMD的区别


SIMDMIMD是用于提高某些类型计算任务性能的计算机体系结构类型。这种分类的基础是数据流和指令流的数量。SIMD,即单指令多数据流,计算机体系结构可以对多个数据流执行单个指令。另一方面,MIMD(多指令多数据流)计算机体系结构可以对多个数据流执行多个指令。

阅读本文以了解更多关于SIMD和MIMD架构及其彼此之间区别的信息。

什么是SIMD?

SIMD是一种并行计算机体系结构的形式,属于Michael Flynn提出的Flynn分类。在SIMD架构中,单个指令应用于多个数据流。SIMD包含单个控制信号,用于调用多个隔离的处理单元。因此,所有处理单元都从控制单元接收相同的指令,并将其用于不同的数据元素。

SIMD组织使用共享内存单元,该单元被划分为不同的模块。因此,内存单元可以同时与所有处理单元交互。由于SIMD架构对多个数据流使用单个指令副本,因此它需要的内存较少。此外,SIMD只需要一个指令解码器,从而降低了系统的总体成本。

SIMD架构对于易于并行化的任务特别有效,例如图像处理、视频编码和解码等。

什么是MIMD?

MIMD架构包含多条指令和数据流。因此,MIMD架构需要多个处理单元。因此,MIMD系统被认为具有最复杂的组织结构,但效率很高。

MIMD架构同时对不同的数据流使用多条指令。这提供了高并发性。MIMD系统可以有效地使用共享和分布式内存模型。

MIMD架构不需要任何额外的控制单元,从而降低了系统的成本。它还提供了对条件语句(例如if/else语句)的有效执行。这是因为处理单元是独立的。

MIMD架构更灵活,更适合需要更复杂和多样化计算的任务,例如通用计算和AI应用。

SIMD和MIMD的区别

下表重点介绍了SIMD和MIMD之间的重要区别

序号 SIMD MIMD
1. SIMD代表单指令多数据流。 MIMD代表多指令多数据流。
2. 它需要的内存更少。 它需要的内存更多。
3. 与MIMD相比,它更便宜。 与SIMD相比,它更昂贵。
4. 它只有一个解码器。 它包含多个解码器。
5. 它使用隐式同步。 它使用显式同步。
6. 它是一种同步编程技术。 它是一种异步编程技术。
7. 与MIMD相比,它更简单。 与SIMD相比,它更复杂。
8. 就性能而言,它不如MIMD高效。 与SIMD相比,它更高效。

结论

SIMD允许同步处理,其中单个指令同时在多个数据流上执行,而MIMD架构遵循异步机制,其中多个指令操作多个数据流。与MIMD架构相比,SIMD架构不太复杂。

通常,SIMD和MIMD架构都可以用于提高某些类型计算任务的性能。SIMD架构提供更多的并行性,但灵活性较差,而MIMD架构提供更高的灵活性,但并行性较低。

更新于:2022年12月21日

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