SIMD和MIMD的區別
SIMD和MIMD是用於提高某些型別計算任務效能的計算機體系結構型別。這種分類的基礎是資料流和指令流的數量。SIMD,即單指令多資料流,計算機體系結構可以對多個數據流執行單個指令。另一方面,MIMD(多指令多資料流)計算機體系結構可以對多個數據流執行多個指令。
閱讀本文以瞭解更多關於SIMD和MIMD架構及其彼此之間區別的資訊。
什麼是SIMD?
SIMD是一種平行計算機體系結構的形式,屬於Michael Flynn提出的Flynn分類。在SIMD架構中,單個指令應用於多個數據流。SIMD包含單個控制訊號,用於呼叫多個隔離的處理單元。因此,所有處理單元都從控制單元接收相同的指令,並將其用於不同的資料元素。
SIMD組織使用共享記憶體單元,該單元被劃分為不同的模組。因此,記憶體單元可以同時與所有處理單元互動。由於SIMD架構對多個數據流使用單個指令副本,因此它需要的記憶體較少。此外,SIMD只需要一個指令解碼器,從而降低了系統的總體成本。
SIMD架構對於易於並行化的任務特別有效,例如影像處理、影片編碼和解碼等。
什麼是MIMD?
MIMD架構包含多條指令和資料流。因此,MIMD架構需要多個處理單元。因此,MIMD系統被認為具有最複雜的組織結構,但效率很高。
MIMD架構同時對不同的資料流使用多條指令。這提供了高併發性。MIMD系統可以有效地使用共享和分散式記憶體模型。
MIMD架構不需要任何額外的控制單元,從而降低了系統的成本。它還提供了對條件語句(例如if/else語句)的有效執行。這是因為處理單元是獨立的。
MIMD架構更靈活,更適合需要更復雜和多樣化計算的任務,例如通用計算和AI應用。
SIMD和MIMD的區別
下表重點介紹了SIMD和MIMD之間的重要區別
序號 | SIMD | MIMD |
---|---|---|
1. | SIMD代表單指令多資料流。 | MIMD代表多指令多資料流。 |
2. | 它需要的記憶體更少。 | 它需要的記憶體更多。 |
3. | 與MIMD相比,它更便宜。 | 與SIMD相比,它更昂貴。 |
4. | 它只有一個解碼器。 | 它包含多個解碼器。 |
5. | 它使用隱式同步。 | 它使用顯式同步。 |
6. | 它是一種同步程式設計技術。 | 它是一種非同步程式設計技術。 |
7. | 與MIMD相比,它更簡單。 | 與SIMD相比,它更復雜。 |
8. | 就效能而言,它不如MIMD高效。 | 與SIMD相比,它更高效。 |
結論
SIMD允許同步處理,其中單個指令同時在多個數據流上執行,而MIMD架構遵循非同步機制,其中多個指令操作多個數據流。與MIMD架構相比,SIMD架構不太複雜。
通常,SIMD和MIMD架構都可以用於提高某些型別計算任務的效能。SIMD架構提供更多的並行性,但靈活性較差,而MIMD架構提供更高的靈活性,但並行性較低。