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Instrucción individual, múltiples datos (SIMD)

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by

carlos torres

on 7 March 2014

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Transcript of Instrucción individual, múltiples datos (SIMD)

Es una clase de computadoras paralelas en la taxonomía de Flynn . En él se describen las computadoras con múltiples elementos de procesamiento que realizan la misma operación en varios puntos de datos al mismo tiempo. Por lo tanto, tales máquinas explotan paralelismo a nivel de datos , pero no concurrencia : hay cálculos simultáneos (paralelas), pero sólo un único proceso (instrucción) en un momento dado.
DEFINICION
Instrucción individual, múltiples datos (SIMD)
El primer uso de instrucciones SIMD estaba en superordenadores vector de la década de 1970 como el CDC estrella-100 y la ASC Texas Instruments , que podría funcionar en un "vector" de datos con una sola instrucción. Procesamiento vectorial fue especialmente popularizado por Cray en los años 1970 y 1980.
HISTORIA
Una aplicación que puede tomar ventaja de SIMD es uno en donde se añade el mismo valor a (o se resta) un gran número de puntos de datos, una operación común en muchos multimedia aplicaciones. Un ejemplo sería cambiar el brillo de una imagen. Cada píxel de una imagen se compone de tres valores para el brillo de las porciones de los colores rojo (R), verde (G) y azul (B).Para cambiar el brillo, los valores R, G y B se leen de la memoria, un valor se añade a (o se resta) de ellos, y los valores resultantes se escriben de vuelta a la memoria.
VENTAJA

*Con un procesador SIMD hay dos mejoras a este proceso. Para uno de los datos se entiende que es en bloques, y un número de valores se puede cargar todos a la vez.

*Otra ventaja es que los sistemas SIMD suelen incluir solamente aquellas instrucciones que se pueden aplicar a todos los datos en una sola operación.
• No todos los algoritmos se pueden vectorizar fácilmente. Por ejemplo, un control fuerte flujo de trabajo, como el código de análisis no puede beneficiarse fácilmente de SIMD, sin embargo, es teóricamente posible vectorizar comparaciones y "flujo de proceso por lotes" para apuntar optimalidad caché máximo, aunque esta técnica requerirá estado más intermedio.
DESVENTANJAS
• También cuenta con los archivos de registro de gran tamaño que aumenta el consumo de energía y el área del chip.
• Programación con determinados conjuntos de instrucciones SIMD puede implicar numerosos problemas de bajo nivel.
• SIMD puede tener restricciones en la alineación de datos , programadores familiarizados con una arquitectura particular no pueden esperar esto.
• La recolección de datos en los registros SIMD y dispersando a los lugares de destino correcto es difícil y puede ser ineficiente.


En computación, SIMD es una técnica empleada para conseguir paralelismo a nivel de datos.
CONCLUSIÓN
La primera era de las máquinas modernas SIMD se caracterizó por el procesamiento masivamente paralelo de estilo superordenadores como los Thinking Machines CM-1 y CM-2 . Estas máquinas tenían muchos procesadores limitada funcionalidad que trabajarían en paralelo. Por ejemplo, cada uno de 64.000 procesadores en una máquina pensante CM-2 podría ejecutar la misma instrucción al mismo tiempo, permitiendo, por ejemplo, multiplicaciones en 64.000 pares de números a la vez.
La primera SIMD escritorio ampliamente desplegado-estaba con Intel MMX extensiones al x86 arquitectura en 1996. Esto provocó la introducción de la mucho más potente AltiVec sistema en elMotorola PowerPC 's y de IBM POTENCIA sistemas. Intel respondió en 1999 con la introducción de la nueva SSE sistema.
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