SIMD PDF

Preview

Summary

Información sobre el tema de SIMD...

Description

SIMD

JUAN CAMILO ANACONA JAIME ANDRÉS GARCÍA BRAYAN DANIEL PERDOMO

UNIVERSIDAD DEL CAUCA 07-06/19

SIMD

Presentado a: DANIEL ALBERTO JARAMILLO

UNIVERSIDAD DEL CAUCA 07-06/19

ÍNDICE

SIMD………………………………………………………………………………………………………………………………………01

Computación Paralela………………………………………………………………………………………………………..01

Elementos De Procesamiento……………………………………………………..………………………………..…..03

Máquinas Con SIMD………………………………………………….……………………………..………………………..03

MMX…………………………………………………………………………………………...……………………………………..03

Desventajas……………………………………………………………………………...………………………………..….…..04

BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………...…………………………………………...…..05

SIMD En 1972 Michael Flynn (Ingeniero Electrónica), profesor de la Universidad de Stanford publicó un documento en el cual escogió dos características de las computadoras y probó con cuatro combinaciones posibles (SISD, MISD, SIMD, MIMD). Las cuatro clasificaciones definidas por Flynn se basan en el número de instrucciones concurrentes (control), y en los flujos de datos disponibles en la arquitectura.

Número de flujos de información Número de flujos de instruccion es

Uno Solo

Múltiples

Uno solo

SISD

SIMD

Múltiples

MISD

MIMD

Tabla 1. Clasificación de Flynn.

La arquitectura SIMD (Single Instruction Multiple Data, o Una Instrucción, Múltiples Datos), se define en la computación como el método utilizado para lograr que exista paralelismo en un nivel de datos.

Computación Paralela Se basa en la división del trabajo en partes discretas que pueden ejecutarse simultáneamente, cada parte se desglosa en una serie de instrucciones que son ejecutadas simultáneamente por diferentes CPUs. Los sistemas paralelos se ocupan del uso simultáneo de múltiples recursos de la computadora, que pueden incluir una sola computadora con múltiples procesadores, dos o más computadoras conectadas por una red, para formar un grupo de procesamiento paralelo, o una combinación de ambos; es decir, las máquinas SIMD tienen una unidad de control que ejecuta un flujo de instrucción simple, pero tiene más de un elemento procesando. La unidad de control 1

genera las señales de control para todos los elementos que se están procesando, la cual ejecuta la misma operación en diferentes ítems de datos, en otras palabras, muchos elementos de procesamiento son invocados mediante una unidad de control simple.

Otra manera de verlo sería como un almacén de datos, donde un grupo de instrucciones realizan colectivamente la misma operación, para un conjunto de datos dado, y gracias a estas operaciones se puede lograr que el rendimiento incremente, además de ser útiles al momento de realizar análisis sobre videos, imágenes , simulaciones físicas, etc.

Figura 1. Representación de la arquitectura SIMD.

La instrucción única se aplica a un elemento de datos múltiples para producir la misma salida.

2

Figura 2. Comparación con la arquitectura SISD

Elementos De Procesamiento Las CPUs en que se soporta el funcionamiento de la SIMD, se llaman PEs (Processing elements o Elementos de procesamiento), D-units, o procesadores auxiliares. Para que la información pase a todos los PEs, los elementos de datos organizados de los vectores se dividen en conjuntos múltiples (conjuntos N para sistemas N PE) y cada PE puede procesar un conjunto de datos.

Máquinas Con SIMD La primer maquina operativa en usar SIMD fue la ILLIAC-IV, un proyecto adelantado por DARPA, Burroughs Corporation, y la Universidad de Illinois, seguida de la Goodyear MPP; más recientemente se tiene la Thinking Machine CM-1, MasPar MP-1, y el procesador MMX.

3

Procesador MMX

Fue el primer microprocesador en tener arquitectura SIMD. El MMX fue desarrollado por Intel en el año 1997, y fue puesto en sus microprocesadores Pentium MMX (también conocidos como procesadores matriciales, debido a usar la arquitectura SIMD).

Algunas características de las computadoras con arquitectura SIMD son: ● Tienen una sola unidad de control y múltiples unidades funcionales. ● La unidad de control se encarga de enviar la misma instrucción a todas las unidades funcionales. ● Cada una de las unidades funcionales trabaja sobre datos diferentes. ● Estos dispositivos son de propósito específico, es decir, son apropiados para ciertas aplicaciones particulares. ● Los procesadores SIMD se especializan en resolver problemas numéricos, que están expresados como matrices o vectores.

4

● Esta arquitectura nace debido a la necesidad de aplicar repetidamente una misma operación, en grupos de datos diferentes como, muestras contiguas de audio, matrices de video, etc.

Desventajas ● Con archivos de registro más grandes se requiere más espacio para los chips. y en adición más consumo de energía. ● El trabajo por vectorización bajo el que trabaja, no es fácil de usar para todos los tipos de algoritmos, por lo cual, el rendimiento bajo esta arquitectura no será el óptimo. ● Con la aparición de las GPU, se presentan problemas de compatibilidad, por el manejo de los recursos.

5

BIBLIOGRAFÍA

https://es.wikipedia.org/wiki/SIMD https://developer.mozilla.org/es/docs/Glossary/SIMD http://www2.electron.frba.utn.edu.ar/~gnudelman/SIMD.pdf http://rubmarin.galeon.com/sisd.htm https://sites.google.com/site/carpetadeevidencias199/arquitectura-paralela-simd-mimd https://www.geeksforgeeks.org/computer-architecture-flynns-taxonomy/ https://www.cs.buap.mx/academicos/materialdocente/alumnos/editores/prentice-hall/ capI_Introduccion.pdf

6...