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.
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar