APコンピュータ構成要素 · プロセッサ

SIMD

Single Instruction Multiple Data

えすあいえむでぃー

1つの命令で複数のデータに対して同一の演算を同時に行う並列処理方式。ベクトル演算やマルチメディア処理に適する。SSEやAVXがx86プロセッサにおけるSIMD命令セットの代表例。フリンの分類による並列処理の一形態。

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他の資格での定義

フリンの分類における1命令多データ方式。1つの命令で複数のデータを同時に処理する並列処理アーキテクチャ。画像処理や科学技術計算で効果的。GPUの基本的な処理方式。

Past Exams

過去問で 7 回出題（応用情報技術者試験 5・高度試験午前Ⅰ 2）。うち 2 回は用語そのものを問う問題です。

出典: 独立行政法人情報処理推進機構（IPA）の過去問題。問題文は IPA のサイトの PDF で確認できます。「用語を問う問題」は、この用語の説明や特徴そのものを問う問題です。「選択肢」は、問題文ではなく選択肢に出たものです。用語名で照合しているため、関係の薄い問題が含まれることがあります。

フリンの分類における1命令1データ方式。1つの命令で1つのデータを処理する逐次処理型のアーキテクチャ。従来の単一プロセッサによる処理方式。

並列化による高速化の限界を示す法則。プロセッサをいくら増やしても、全体の性能向上は並列化できない部分の割合に頭打ちにされる。並列化率が9割でも、最大10倍までしか速くならない。

複数のプロセッサが1つの主記憶を共有し、1つのOSが全体を制御する構成。プロセッサ間のデータ受渡しが速いが、共有メモリへのアクセスが集中するためプロセッサ数を増やしても性能が伸びにくい。

各プロセッサが自分の主記憶とOSを持ち、通信で連携する構成。台数を増やしやすく拡張性が高いが、プロセッサ間のデータ受渡しに通信の時間がかかる。クラスタやグリッドがこの形態にあたる。

複数のCPUコアを1つのチップに搭載したプロセッサ。並列処理による性能向上が可能だが、組込みシステムではコア間の排他制御やリアルタイム性の保証が課題となる。AMP（非対称型）とSMP（対称型）の構成がある。

コンピュータの中核をなす演算・制御装置。命令の取出し（フェッチ）、解読（デコード）、実行（エクスキュート）のサイクルを繰り返す。クロック周波数やコア数が性能の主要指標であり、レジスタやALU（算術論理演算装置）を内蔵する。