Flynnin luokittelu
Flynnin luokittelu (engl. Flynn’s taxonomy) on Michael J. Flynnin vuonna 1966 esittämä luokittelu tietokonearkkitehtuureille.
Luokittelua on alun perin käytetty tietokoneen arkkitehtuuriin (useilla suorittimilla), mutta sitä käytetään toisinaan myös suoritintoteutuksen sisäiselle arkkitehtuurille.selvennä
Luokittelu
muokkaaLuokittelu voidaan jakaa seuraavasti neljään luokkaan:[1][2]
- SISD (Single Instruction, Single Data)
- MISD (Multiple Instruction, Single Data)
- SIMD (Single Instruction, Multiple Data)
- MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data)
Luokittelussa instruction viittaa käskyvirtaan ja data muuttujavirtaan.[3]
Käskyvirta ja muuttujavirta voivat olla samaa tai eri muistia, ks. muistiarkkitehtuurin toteutustavat.
Lisäluokat
muokkaaNvidia on ehdottanut SIMT (Single Instruction, Multiple Threads) luokittelua alkuperäisten neljän lisäksi.[4]
MIMD on ehdotettu jaettavaksi kahteen kategoriaan:
- SPMD (Single program, multiple data streams)[5]
- MPMD (Multiple programs, multiple data streams)
Luokkien määrittelyt
muokkaa-
SISD -
MISD -
SIMD -
MIMD
SISD
muokkaaSISD on yksinkertaisin tapaus: yksi suoritin joka suorittaa yhden käskyn yhdelle muistille.
SISD-arkkitehtuurissa voi olla myös rinnakkaisuutta suorittimen liukuhihnan (pipeline) ja superskalaarisuus-ominaisuuksien muodossa.
MISD
muokkaaMISD-mallissa datalle suoritetaan useita komentoja. Liukuhihna (pipeline) suorittimissa voidaan käsittää MISD-mallina.
Mallia voidaan käyttää myös vikasietoisissa tietokoneissa redundanttiseen käsittelyyn, jotta vikaantuneen yksikön toiminta ei häiritse.
Ainoa tunnettu MISD-mallia käyttävä tietokone on ollut Carnegie Mellon -yliopiston C.mmp.[3][6]
SIMD
muokkaaSIMD-mallissa sama komento suoritetaan useammalle arvolle yhtäaikaisesti. Tämä yleinen rinnakkaissuorituksen muoto rinnakkaislaskennassa ja vektorisuorittimissa.
SIMD-mallissa kyse on data-tason rinnakkaisuudesta (parallel), mutta ei yhtäaikaisuudesta (concurrency): käsiteltävänä on vain yksi komento kerrallaan.
SIMD-malli on useissa suorittimissa toteutettu vektorisuoritin-tyylisinä käskylaajennuksina. Cell BE toteuttaa useamman SIMD-suoritukseen tarkoitetun yksikön samaan suorittimeen. SIMD-operaatioiden hyödyntäminen ohjelmoinnissa vaatii lähestymisen ohjelmointiin, joka tähtää rinnakkaisuuden hyödyntämiseen.[7]
MIMD
muokkaaMIMD-mallissa suoritetaan useita komentoja useille datapisteille rinnakkain.
MIMD-mallissa on kyse sekä rinnakkaisuudesta (parallel) että yhtäaikaisuudesta (concurrency), koska sekä komentoja että datapisteitä on useita käytössä yhtä aikaa eri vaiheissa. MIMD-mallin rinnakkaisohjelmointi on eri lähestymistapoja.[8]
Malli on tyypillisesti käytössä useita suorittimia ja suoritinytimiä sisältävissä moniprosessointikoneissa.[9] Kaikkien moniprosessointikoneiden voi sanoa käyttävän MIMD-mallia.[3]
Katso myös
muokkaaLähteet
muokkaa- ↑ Data-Level Parallelism in Vector, SIMD, and GPU Architectures cse.msu.edu. Viitattu 16.2.2017.
- ↑ Parallel Computer Architectures .cs.uh.edu. Arkistoitu 17.2.2017. Viitattu 16.2.2017.
- ↑ a b c UNIT 2 CLASSIFICATION OF PARALLEL COMPUTERS computing.llnl.gov. Arkistoitu 1.2.2017. Viitattu 20.2.2017.
- ↑ Whitepaper NVIDIA’s Next Generation CUDA Compute Architecture: Fermi nvidia.com. Viitattu 16.2.2017.
- ↑ 3.1.5 Other Taxonomies phy.ornl.gov. Viitattu 16.2.2017.
- ↑ Wulf, William A. & Bell, C. G.: C.mmp - A multi-mini-processor gordonbell.azurewebsites.net. Viitattu 21.2.2017.
- ↑ Chapter 2 Basics of SIMD Programming kernel.org. Viitattu 18.2.2017.
- ↑ Nelson, Philip Arne: Parallel Programming Paradigms dtic.mil. Arkistoitu 17.2.2017. Viitattu 20.2.2017.
- ↑ Intel Paragon XP/S Overview cs.kent.edu. Viitattu 19.2.2017.
