SIMD (Single
Instruction Multiple Data)
Kelas komputer paralel dalam taksonomi Flynn . Ini
menggambarkan komputer dengan beberapa elemen pemrosesan yang melakukan operasi
yang sama pada beberapa titik data secara bersamaan. Dengan demikian, mesin
tersebut memanfaatkan data tingkat paralelisme . SIMD ini terutama berlaku
untuk tugas umum seperti menyesuaikan kontras dalam citra digital atau
menyesuaikan volume audio digital . Paling modern CPU desain termasuk instruksi
SIMD dalam rangka meningkatkan kinerja multimedia digunakan.
Keuntungan SIMD antara lain sebuah aplikasi yang dapat
mengambil keuntungan dari SIMD adalah salah satu di mana nilai yang sama sedang
ditambahkan ke (atau dikurangkan dari) sejumlah besar titik data, operasi umum
di banyak multimedia aplikasi. Salah satu contoh akan mengubah kecerahan
gambar. Setiap pixel dari suatu gambar terdiri dari tiga nilai untuk kecerahan
warna merah (R), hijau (G) dan biru (B) bagian warna. Untuk mengubah kecerahan,
nilai-nilai R, G dan B yang dibaca dari memori, nilai yang ditambahkan dengan
(atau dikurangi dari) mereka, dan nilai-nilai yang dihasilkan ditulis kembali
ke memori.
Dengan prosesor SIMD ada dua perbaikan proses ini. Untuk
satu data dipahami dalam bentuk balok, dan sejumlah nilai-nilai dapat dimuat
sekaligus. Alih-alih serangkaian instruksi mengatakan “mendapatkan pixel ini,
sekarang mendapatkan pixel berikutnya”, prosesor SIMD akan memiliki instruksi
tunggal yang efektif mengatakan “mendapatkan n piksel” (dimana n adalah angka
yang bervariasi dari desain untuk desain). Untuk berbagai alasan, ini bisa
memakan waktu lebih sedikit daripada “mendapatkan” setiap pixel secara individual,
seperti desain CPU tradisional.
Keuntungan lain adalah bahwa sistem SIMD biasanya hanya
menyertakan instruksi yang dapat diterapkan pada semua data dalam satu operasi.
Dengan kata lain, jika sistem SIMD bekerja dengan memuat delapan titik data sekaligus,
add operasi yang diterapkan pada data akan terjadi pada semua delapan nilai
pada waktu yang sama. Meskipun sama berlaku untuk setiap desain prosesor
super-skalar, tingkat paralelisme dalam sistem SIMD biasanya jauh lebih tinggi.
Kekurangannya adalah :
Tidak semua
algoritma dapat vectorized. Misalnya, tugas aliran-kontrol-berat seperti kode
parsing tidak akan mendapat manfaat dari SIMD.
Ia juga memiliki
file-file register besar yang meningkatkan konsumsi daya dan area chip.
Saat ini,
menerapkan algoritma dengan instruksi SIMD biasanya membutuhkan tenaga manusia,
sebagian besar kompiler tidak menghasilkan instruksi SIMD dari khas C Program,
misalnya. vektorisasi dalam kompiler merupakan daerah aktif penelitian ilmu
komputer. (Bandingkan pengolahan vektor .)
Pemrograman dengan
khusus SIMD set instruksi dapat melibatkan berbagai tantangan tingkat rendah.
SSE (Streaming
SIMD Ekstensi) memiliki pembatasan data alignment , programmer akrab dengan
arsitektur x86 mungkin tidak mengharapkan ini.
Mengumpulkan data
ke dalam register SIMD dan hamburan itu ke lokasi tujuan yang benar adalah
rumit dan dapat menjadi tidak efisien.
Instruksi tertentu
seperti rotasi atau penambahan tiga operan tidak tersedia dalam beberapa set
instruksi SIMD.
Set instruksi
adalah arsitektur-spesifik: prosesor lama dan prosesor non-x86 kekurangan SSE
seluruhnya, misalnya, jadi programmer harus menyediakan implementasi
non-Vectorized (atau implementasi vectorized berbeda) untuk mereka.
Awal MMX set
instruksi berbagi register file dengan tumpukan floating-point, yang
menyebabkan inefisiensi saat pencampuran kode floating-point dan MMX. Namun,
SSE2 mengoreksi ini.
SIMD dibagi menjadi beberapa bentuk lagi yaitu :
Exclusive-Read,
Exclusive-Write (EREW) SM SIMD
Concurent-Read,
Exclusive-Write (CREW) SM SIMD
Exclusive-Read,
Concurrent-Write (ERCW) SM SIMD
Concurrent-Read,
Concurrent-Write (CRCW) SM SIMD
SISD Single
Instruction stream, Single Data Stream
Istilah yang mengacu pada arsitektur komputer di mana
prosesor tunggal, sebuah uniprocessor, mengeksekusi aliran instruksi tunggal,
untuk beroperasi pada data yang tersimpan dalam memori tunggal. Ini sesuai
dengan arsitektur von Neumann . SISD adalah salah satu dari empat klasifikasi
utama sebagaimana didefinisikan dalam taksonomi Flynn . Dalam sistem ini
klasifikasi didasarkan pada jumlah instruksi bersamaan dan data stream hadir
dalam arsitektur komputer. Menurut Michael J. Flynn , SISD dapat memiliki
karakteristik pemrosesan konkuren. Instruksi fetching dan eksekusi pipelined
instruksi adalah contoh umum ditemukan di komputer SISD paling modern.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar