SIMD

Классификация по Флинну

	Одиночный поток команд (Single Instruction)	Множество потоков команд (Multiple Instruction)
Одиночный поток данных (Single Data)	SISD (ОКОД)	MISD (МКОД)
Множество потоков данных (Multiple Data)	SIMD (ОКМД)	MIMD (МКМД)

SIMD (англ. single instruction, multiple data — одиночный поток команд, множественный поток данных, ОКМД) — принцип компьютерных вычислений, позволяющий обеспечить параллелизм на уровне данных.

SIMD-компьютеры состоят из одного командного процессора (управляющего модуля), называемого контроллером, и нескольких модулей обработки данных, называемых процессорными элементами. Управляющий модуль принимает, анализирует и выполняет команды. Если в команде встречаются данные, контроллер рассылает на все процессорные элементы команду, и эта команда выполняется на нескольких или на всех процессорных элементах. Каждый процессорный элемент имеет свою собственную память для хранения данных. Одним из преимуществ данной архитектуры считается то, что в этом случае более эффективно реализована логика вычислений. До половины логических инструкций обычного процессора связано с управлением выполнением машинных команд, а остальная их часть относится к работе с внутренней памятью процессора и выполнению арифметических операций. В SIMD компьютере управление выполняется контроллером, а «арифметика» отдана процессорным элементам.

Векторные процессоры также использовали принцип SIMD, одной командой могли обрабатываться векторы размером до нескольких тысяч элементов.

SIMD-расширения различных архитектур

Короткие SIMD инструкции (64 или 128 бит) стали появляться в процессорах общего назначения в 1990-ых годах. В разной степени следующие процессорные архитектуры поддерживют SIMD-расширения или SIMD-инструкции:

• DEC Alpha - Motion Video Instructions (MVI)
• IBM PowerPC: AltiVec, SPE
• HP's PA-RISC Multimedia Acceleration eXtensions (MAX)
• Intel: MMX, iwMMXt, SSE, SSE2, SSE3 SSSE3, SSE4.x
• AMD: 3DNow!
• ARC: ARC Video subsystem
• SPARC: VIS, VIS2
• Sun MAJC,
• ARM: NEON
• MIPS: MDMX (MaDMaX), MIPS-3D

Группа из IBM, Sony, Toshiba совместно разработала для процессора Cell Processor сопроцессор SPU, набор команд которого в значительной степени использовал SIMD. NXP (Philips) разработала несколько SIMD процессоров Xetal, в котором имелось 320 процессорных элементов, работавших с 16 битными данными.

Современные видеоускорители (GPU) обычно основаны на SIMD-архитектуре с поддержкой векторов длины 128, 256 или более бит.

Расширение AVX компании Intel предоставляет набор SIMD-инструкций для обработки данных в формате с плавающей запятой в группах длиной 256 бит. Сопроцессоры Intel MIC включают в себя 512-битный набор инструкций.

x86-совместимые процессоры

Информация в этой статье или некоторых её разделах устарела. Вы можете помочь проекту, обновив её и убрав после этого данный шаблон.

• MMX — Multimedia Extensions. Коммерческое название дополнительного набора инструкций, выполняющих характерные для процессов кодирования/декодирования потоковых аудио/видео данных действия за одну машинную инструкцию. Впервые появился в процессорах Pentium MMX.
• MMX Extended — расширенный набор инструкций MMX, используемый в процессорах AMD и Cyrix.
• 3DNow! — расширение набора команд MMX процессоров AMD, начиная с AMD K6-2.
• 3DNow! Extended — расширение набора команд 3DNow! процессоров AMD, начиная с AMD Athlon.
• SSE — набор инструкций, разработанный Intel, и впервые представленный в процессорах серии Pentium III
• SSE2 — набор инструкций, разработанный Intel, и впервые представленный в процессорах серии Pentium 4.
• SSE3 — третья версия SIMD-расширения Intel, потомок SSE, SSE2 и x87. Представлен 2 февраля 2004 года в ядре Prescott процессора Pentium 4.
• SSSE3 — набор SIMD-инструкций, используемый в процессорах Intel Core 2 Duo.
• SSE4 — новая версия SIMD-расширения Intel. Анонсирован 27 сентября 2006 года. Представлен в 2007 году процессорах серии Penryn.
• AVX — анонсированная версия SIMD-расширения Intel, которая представлена в 2010 году в процессорах архитектуры Sandy Bridge.

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 20 декабря 2012.

Наборы расширения базовых инструкций процессоров семейства x86
MMX | MMXEXT | SSE | SSE2 | SSE3 | SSSE3 | SSE4 | ATA | 3DNow! | 3DNowExt | SSE5 | AVX | AES