Nama : Septi Arnita
NPM : 16110450
Kelas : 4KA24
Single Instruction Stream Multiple Data Stream
(SIMD)
SIMD adalah satu unit kontrol yang mengeksekusi
aliran tunggal instruksi, tetapi lebih dari satu elemen pemroses. Mesin
SIMD secara umum mempunyai karakteristik sbb:
·
Mendistribusi proses ke sejumlah
besar hardware
·
Beroperasi terhadap berbagai elemen
data yang berbeda
·
Melaksanakan komputasi yang sama
terhadap semua elemen data
Peningkatan kecepatan pada SIMD proporsional dengan jumlah hardware (elemen pemroses) yang tersedia. SIMD bertugas untuk menyesuaikan kontras dalam citra digital atau menyesuaikan volume audio digital. Desain CPU modern termasuk instruksi SIMD dalam rangka meningkatkan kinerja multimedia yang digunakan.
Keuntungan
SIMD
·
Keuntungan SIMD antara lain sebuah
aplikasi adalah salah satu dimana 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.
Kekurangan
SIMD
·
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 Program C, misalnya vektorisasi
dalam kompiler merupakan daerah aktif penelitian ilmu komputer.
·
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
Single Intruction Stream, Single Data Stream (SISD)
SISD adalah satu CPU yang
mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau menyimpan data satu
persatu. 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.
Single Data adalah satu-satunya yang
menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya
digunakan 1 processor saja. Oleh karena itu model ini bisa dikatakan sebagai
model untuk komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnya merupakan
komputasi paralel yang menggunakan beberapa processor. Beberapa contoh komputer
yang menggunakan model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP
1.