Single Instruction Multiple Data

Single Instruction Multiple Data
Principe du mode SIMD

Single Instruction on Multiple Data, ou SIMD est un des quatre modes de fonctionnement défini par la taxinomie de Flynn et désigne un mode de fonctionnement des ordinateurs dotés de plusieurs unités de calcul fonctionnant en parallèle. Dans ce mode, la même instruction est appliquée simultanément à plusieurs données pour produire plusieurs résultats. On utilise cette abréviation par opposition à SISD (Single Instruction on Single Data), le fonctionnement traditionnel, et MIMD (Multiple Instructions on Multiple Data), le fonctionnement avec plusieurs processeurs indépendants. Le modèle SIMD convient particulièrement bien aux traitements dont la structure est très régulière, comme c'est le cas pour le calcul matriciel.

Les instructions SIMD ont été ajoutées aux processeurs modernes pour pouvoir améliorer la vitesse de traitement sur les calculs impliquant des nombres en virgule flottante. Les instructions SIMD sont composées notamment des jeux d'instructions :

Il existe deux types de SIMD :

  • Vectorielles (relatif aux données) :

On traite les mêmes instructions en parallèle, puis on passe au calcul suivant lorsque les deux ont fini.

  • Parallèles (en voie de disparition car faisait appel à des processeurs spécifiques) :

Dans le cas du SIMD parallèle, on traite une instruction en exécution asynchrone.

Leurs utilisations demandent beaucoup de travail et des connaissances approfondies en programmation, assembleur x86 ou PowerPC, et informatique.

En général, on commence par développer un code générique qui fonctionnera partout. Quand l'algorithme est correct et que le code fonctionne bien, on écrit une version spécialisée pour une extension d'un processeur donné. Les programmes qui sont optimisés avec ce genre d'instructions sont ceux qui demandent beaucoup de ressources processeur : compression de données, codec pour la lecture de son et/ou de vidéo, calcul sur de grands nombres entiers (cryptographie notamment), etc.

Certains compilateurs et certaines bibliothèques permettent de bénéficier de ces optimisations sans coder en assembleur. On peut noter que le projet Mono par exemple profite de ses optimisations processeur si l'on utilise les classes adaptées.


v · d · m
Technologies CPU
Architecture Architecture Harvard · Architecture de von Neumann · Taxinomie de Flynn (SISD · SIMD · MISD · MIMD)
Types Processeur de signal numérique · Microcontrôleur · System on Chip · Processeur vectoriel
Jeu d’instructions ISA : CISC · EDGE · EPIC · MISC · OISC · RISC · VLIW · ZISC · 8-bits · 16-bits · 32-bits · 64-bits · 128-bits
Parallélisme
Pipeline Pipelining · Exécution out-of-order · Renommage de registres · Exécution spéculative · Superscalaire
Processus Multithreading · Simultaneous multithreading · Hyperthreading · Signal d’horloge · Clock gating · processeur synchrone · asynchrone · autosynchrone · Ajustement dynamique de la fréquence · Overclocking
Microarchitecture UAL · Barrel shifter · FPU · Backside bus · Multiplexeur · Démultiplexeur · Registres · MMU · Translation lookaside buffer (TLB) · Cache · Banc de registres · Microcode · Unité de contrôle
Gestion de l’alimentation APM · ACPI (états) · Ajustement dynamique du voltage

Wikimedia Foundation. 2010.

Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Single Instruction Multiple Data de Wikipédia en français (auteurs)

Regardez d'autres dictionnaires:

  • Single Instruction, Multiple Data — Single Instruction, Multiple Data,   SIMD …   Universal-Lexikon

  • Single Instruction Multiple Data — Flynnsche Klassifikation   Single Instruction Multiple Instruction Single Data SISD MISD Multiple Data SIMD MIMD Die Flynnsche Klassifikation [1] …   Deutsch Wikipedia

  • Single Instruction Multiple Data — SIMD es el acrónimo de Single Instruction Multiple Data, o Instrucción Única para Múltiples Datos. Los repertorios SIMD consisten en instrucciones que aplican una misma operación sobre un conjunto más o menos grande de datos. Es una organización… …   Enciclopedia Universal

  • Multiple-Instruction Multiple-Data — Flynnsche Klassifikation   Single Instruction Multiple Instruction Single Data SISD MISD Multiple Data SIMD MIMD Die Flynnsche Klassifikation [1] …   Deutsch Wikipedia

  • Streaming Single Instruction, Multiple Data Extensions —    See Streaming SIMD Extensions …   Dictionary of networking

  • Single Instruction Stream, Single Data Stream — Flynnsche Klassifikation   Single Instruction Multiple Instruction Single Data SISD MISD Multiple Data SIMD MIMD Die Flynnsche Klassifikation [1] …   Deutsch Wikipedia

  • Instruction set — An instruction set, or instruction set architecture (ISA), is the part of the computer architecture related to programming, including the native data types, instructions, registers, addressing modes, memory architecture, interrupt and exception… …   Wikipedia

  • Multiple-Instruction Single-Data — Flynnsche Klassifikation   Single Instruction Multiple Instruction Single Data SISD MISD Multiple Data SIMD MIMD Die Flynnsche Klassifikation [1] …   Deutsch Wikipedia

  • Single — Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom. Un single est une cabine ou une chambre pour une seule personne. Sommaire 1 Single 2 Singles …   Wikipédia en Français

  • Instruction Systolic Array — Ein Instruction Systolic Array (ISA) ist im Gegensatz zum Systolischen Array ein gitterartig verbundenes Netzwerk von einfachsten Berechnungseinheiten (Prozessoren), das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Befehle von einer Ecke in synchronen… …   Deutsch Wikipedia

Share the article and excerpts

Direct link
… Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”