Architectures vectorielles

Architectures vectorielles
Architecture des microprocesseurs – GIF-3000
Professeur : Christian Gagn´e
Semaine 10 : 6 novembre 2012
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Partie I
SIMD
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Rappel : taxonomie de Flynn (1966)
Single Instruction, Single Data stream (SISD) : ordinateurs `a un
processeur
Single Instruction, Multiple Data stream (SIMD) : la mˆeme
instruction est ex´ecut´ee sur plusieurs processeurs, permettant ainsi un
parall´elisme de donn´ees
ICorrespond aux architectures vectorielles et aux GPU
Multiple Instruction, Single Data stream (MISD) : aucun ordinateur
commercial bas´e sur cette organisation n’a ´et´e construit jusqu’`a
pr´esent
Multiple Instruction, Multiple Data stream (MIMD) : chaque
processeur ex´ecute ses instructions propres sur des donn´ees
diff´erentes, ce qui permet un parall´elisme de tˆaches
ICorrespond aux architectures multi-cœurs, SMP, grappes de calcul,
supercalculateurs, centres informatiques, etc.
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Rappel : classes et approches de parall´elisme
Classes de parall´elismes
IParall´elisme de donn´ees : plusieurs donn´ees peuvent ˆetre trait´ees
simultan´ement
IParall´elisme de tˆaches : plusieurs tˆaches peuvent ˆetre trait´ees
ind´ependamment et largement en parall`ele
Approches pour exploiter le parall´elisme
IParall´elisme d’instructions : exploite le parall´elisme de donn´ees, `a
l’aide du compilateur, d’un pipeline et d’une ex´ecution sp´eculative
IArchitectures vectorielles et GPU : exploite le parall´elisme de
donn´ees en appliquant une instruction `a un ensemble de donn´ees
IParall´elisme multifilaire : effectue du parall´elisme `a l’aide de mat´eriel
permettant interaction ´etroite entre plusieurs fils d’ex´ecution parall`eles
IParall´elisme de requˆetes : permet un parall´elisme par l’ex´ecution de
tˆaches fortement d´ecoupl´ees
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Architectures SIMD pour parall´elisme de donn´ees
Architectures SIMD id´eales pour applications avec bonne densit´e de
parall´elisme de donn´ees
ICalcul matriciel dans les applications scientifiques
IApplications multim´edias pour traitement de l’image et du son
Meilleure efficacit´e ´energ´etique avec SIMD que MIMD
IUne instruction lanc´ee pour traiter plusieurs donn´ees
IParticuli`erement pertinent avec dispositifs mobiles personnels
Architectures SIMD populaires
IArchitectures vectorielles
IInstructions SIMD multim´edias des processeurs modernes
IProcesseurs graphiques (GPU)
FPas couvert dans le cours
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