并行体系结构分类法

并行体系结构分类法Flynn分类法1966年,Michael J.Flynn提出根据指令流、数据流的并行度对计算机系统进行分类,定义如下

·指令流:机器执行的指令序列·数据流:由指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果·并行度:指令或数据并行执行的最大可能数目

Flynn根据不同的指令流-数据流组织方式把计算机系统分为4类

1·单指令流单数据流(Single Instruction Stream Single DataStream,SISD)SISD其实就是传统的顺序执行的单处理器计算机,其指令部件每次只对一条指令进行译码,并只对一个操作部件分配数据

2·单指令流多数据流(Single Instruction Stream Multiple Data Stream,SIMD)SIMD以并行处理机为代表,并行处理机包括多个重复的处理单元PU1~PUn,由单一指令部件控制,按照同一指令流的要求为它们分配各自所需的不同的数据

3·多指令流单数据流(Multiple Instruction Stream Single Data Stream,MISD)MISD的结构,它具有n个处理单元,按n条不同指令的要求对同一数据流及其中间结果进行不同的处理

一个处理单元的输出又作为另一个处理单元的输入

4·多指令流多数据流(Multiple Instruction Stream Multiple Data Stream,MIMD)MIMD的结构是指能实现作业、任务、指令等各级全面并行的多机系统,多处理机就属于MIMD

 冯式分类法1972年冯泽云提出用最大并行度来对计算机体系结构进行分类

所谓最大并行度Pm是指计算机系统在单位时间内能够处理的最大的二进制位数

设每一个时钟周期△ti内能处理的二进制位数为Pi,则T个时钟周期内平均并行度为Pa=(∑Pi)/T(其中i为1,2,…,T)

平均并行度取决于系统的运行程度,与应用程序无关,所以,系统在周期T内的平均利用率为μ=Pa/Pm=(∑Pi)/(T*Pm)

用平面直角坐标系中的一点表示一个计算机系统,横坐标表示字宽(N位),即在一个字中同时处理的二进制位数;纵坐标表示位片宽度(M位),即在一个位片中能同时处理的字数,则最大并行度Pm=N*M

由此得出四种不同的计算机结构:①字串行、位串行(简称WSBS)

其中N=1,M=1

②字并行、位串行(简称WPBS)

其中N=1,M>1

③字串行、位并行(简称WSBP)

其中N>1,M=1

④字并行、位并行(简称WPBP)

其中N>1,M>1

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