與之相反的是MIMDMultiple Instruction Multiple Data，它是一種多處理器架構(gòu)，每個(gè)處理器擁有獨(dú)立的指令流，可以執(zhí)行不同的程序或任務(wù)這種模型更加靈活，適用于需要執(zhí)行多種復(fù)雜任務(wù)或并行執(zhí)行不同算法的場(chǎng)景，如分布式計(jì)算或人工智能處理SPMDSingle Program Multiple Data則介于SIMD和MIMD之間；與SISDSingle Instruction Single Data不同，SISD指令集只處理單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)而SIMD指令集則可以在一次操作中處理多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，大大提高了處理效率MISDMultiple Instruction Single Data和MIMDMultiple Instruction Multiple Data與SIMD有所不同MISD指。

單指令流多數(shù)據(jù)流 SIMD 以并行處理機(jī)為代表，指令部件控制多個(gè)處理單元同時(shí)處理不同數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)并行多指令流單數(shù)據(jù)流 MISD 具有多個(gè)處理單元，每個(gè)單元根據(jù)不同指令對(duì)同一數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立處理，數(shù)據(jù)流是共享的多指令流多數(shù)據(jù)流 MIMD 全面并行的多機(jī)系統(tǒng)，每個(gè)處理單元可獨(dú)立執(zhí)行指令，適合；SIMD這種體系結(jié)構(gòu)允許一條指令同時(shí)作用于多個(gè)數(shù)據(jù)流，適用于需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行相同處理的場(chǎng)景，如圖像處理科學(xué)計(jì)算等多個(gè)處理單元可以同時(shí)處理不同的數(shù)據(jù)MIMD這是最復(fù)雜的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)處理單元都可以獨(dú)立地執(zhí)行不同的指令，并處理不同的數(shù)據(jù)流這種結(jié)構(gòu)常用于并行處理和分布式計(jì)算系統(tǒng)中。

SIMD 和 MIMD 是典型的并行處理機(jī)，SIMD 有共享存儲(chǔ)器和分布式存儲(chǔ)器兩種形式在具有共享存儲(chǔ)器的 SIMD 結(jié)構(gòu)中，將若干存儲(chǔ)器構(gòu)成統(tǒng)一的并行處理機(jī)存儲(chǔ)器，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng) ICN 為整個(gè)并行系統(tǒng)的所有處理單元共享其中，PE 未處理單元，CU 控制部件，M 為共享存儲(chǔ)器，ICN 為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分布式存儲(chǔ)器的 SIMD；SIMD計(jì)算機(jī)則使用多個(gè)獨(dú)立處理器在單一指令流下工作，適用于可分解為多個(gè)獨(dú)立小問(wèn)題的場(chǎng)景，如超級(jí)計(jì)算機(jī)的架構(gòu)MIMD架構(gòu)中，每個(gè)處理器都有自己的控制單元和局部?jī)?nèi)存，可以解決不同或獨(dú)立的大問(wèn)題，如超級(jí)計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；純SIMD 拜某本重量級(jí)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)教科書(shū)的第五版，將GPU與向量電腦SIMD指令集相提并論之所賜，軟體開(kāi)發(fā)者可延續(xù)既有循序性思考，亦可借由資料階層平行化，提升運(yùn)算效能并可單指令啟動(dòng)多筆資料運(yùn)算，比起每道運(yùn)算都需要執(zhí)行一道指令的MIMD享有更多潛在的能量效率的SIMD就變成思考GPU本質(zhì)和優(yōu)勢(shì)的；AMD顯卡和Nvidia顯卡內(nèi)部的架構(gòu)不一樣AMD的HD 3000HD 4000和HD 5000系列顯卡采用了SIMD結(jié)構(gòu)，Nvidia采用了MIMD結(jié)構(gòu)所以，AMD方面管顯卡內(nèi)的微單元稱(chēng)為“流處理單元”，而Nvidia方面則稱(chēng)為“流處理器”AMD采用了4個(gè)小1D流處理單元，配合一個(gè)大1D流處理單元，也就是這5個(gè)單元共用一個(gè)ALU算術(shù)；計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，SISDSIMDMISD和MIMD是根據(jù)指令和數(shù)據(jù)流的處理方式劃分的不同類(lèi)型本文詳細(xì)解釋了這些分類(lèi)，特別是SISD單指令單數(shù)據(jù)流和SIMD單指令多數(shù)據(jù)流的區(qū)別SISD，即Single Instruction Single Data stream，代表傳統(tǒng)的順序執(zhí)行單處理器計(jì)算機(jī)，一次僅執(zhí)行一條指令并處理單一數(shù)據(jù)流水線。

SIMD在這種模式下，多個(gè)處理器單元同時(shí)對(duì)不同的數(shù)據(jù)集執(zhí)行相同的指令，非常適合數(shù)據(jù)并行處理，如圖像處理矩陣運(yùn)算等優(yōu)勢(shì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度快，因?yàn)樗刑幚砥鞴蚕硗粔K內(nèi)存分布式內(nèi)存并行MIMD每個(gè)處理器獨(dú)立執(zhí)行不同的指令，處理不同的數(shù)據(jù)集，適用于處理多樣化任務(wù)，如科學(xué)計(jì)算模擬等特點(diǎn)處理。

SIMD， SPMD 和 MIMD 含義 SIMD 指單指令多數(shù)據(jù)流模型 single instruction stream， multiple data stream 由單一指令部件同時(shí)控制多個(gè)重復(fù)設(shè)置的處理單元， 執(zhí)行同一指令下不同 數(shù) 據(jù)的操作MIMD 指多指令多數(shù)據(jù)流模型 multiple instruction stream， multiple data stream多個(gè)獨(dú)立或相對(duì)獨(dú)立的處理機(jī)；在顯卡世界中，A卡AMD和N卡NVIDIA以其獨(dú)特的架構(gòu)和特性引人關(guān)注A卡采用SIMD架構(gòu)，例如HD2000HD3000和HD4000系列，而HD5000到HD6900則升級(jí)到了4D架構(gòu)，其中HD6900系列尤其出色N卡則青睞MIMD架構(gòu)，如8800和9800，進(jìn)一步發(fā)展到GF100系列的費(fèi)米一代GTX460，以及GF110系列的費(fèi)米二代GTX560在；這類(lèi)計(jì)算機(jī)在執(zhí)行時(shí)，同一時(shí)刻只處理一條指令和一個(gè)數(shù)據(jù)，其處理能力受限于單線程的結(jié)構(gòu)然而，對(duì)于并行計(jì)算的需求，MIMDMultipleInstructionMultipleData模型脫穎而出，它允許多個(gè)處理單元同時(shí)執(zhí)行不同的指令流，處理各自的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了真正的并行處理向量計(jì)算機(jī)曾經(jīng)是超級(jí)并行計(jì)算的代表，如SIMDSingle；MIMD形式常見(jiàn)于多發(fā)射多線程與多核心處理器設(shè)計(jì)，旨在提升現(xiàn)代處理器的處理能力隨著多媒體大數(shù)據(jù)與人工智能應(yīng)用的興起，SIMD處理能力變得至關(guān)重要，因?yàn)檫@些應(yīng)用涉及大量細(xì)粒度同質(zhì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)操作，而SIMD結(jié)構(gòu)天生適應(yīng)這類(lèi)操作SIMD有三種變體向量架構(gòu)多媒體SIMD指令集擴(kuò)展與圖形處理單元，本文；A卡采用SIMD架構(gòu)SIMD架構(gòu)允許顯卡在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)流執(zhí)行相同的指令A(yù)卡的HD2000HD3000和HD4000系列顯卡均基于這種架構(gòu)從HD5000到HD6900系列，A卡進(jìn)一步升級(jí)到了4D架構(gòu)，其中HD6900系列在SIMD的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化和增強(qiáng)N卡采用MIMD架構(gòu)MIMD架構(gòu)則允許顯卡同時(shí)執(zhí)行不同的指令。