SIMD和VLIW指令是一回事吗？

Question

单指令多数据( SIMD )和超长指令字( VLIW )究竟有什么区别？其中一个是另一个的子集吗？或者他们是完全不同的东西？

Answer 1

完全不相关而且是正交的。一台机器可以有一个或两者都可以，或者两者都不能。SIMD指令可以作为扩展添加到VLIW中。(但VLIW采用的是机器代码格式和ISA。)

• Modern Microprocessors A 90-Minute Guide!是优秀的，并且涵盖了这两个concepts.
• https://en.wikipedia.org/wiki/SIMD
• https://en.wikipedia.org/wiki/Very_long_instruction_word

VLIW是一个块中的多条指令，在不检查它们之间的危险/依赖的情况下一起解码和执行：编译器需要这样做，所以VLIW的思想是将一些寻找指令级并行性的工作卸载给编译器。

最著名的例子之一是英特尔/惠普的Itanium ISA。https://www.realworldtech.com/mckinley/介绍了它的一些细节，以及第一代Merced微体系结构(这不是很好)。https://www.realworldtech.com/ev8-mckinley/5/有更多关于第二代微架构，McKinley的详细信息。

VLIW是提供一些MIMD功能的一种方法(对多个数据进行多个指令，对不同的数据执行不同的操作)。

SIMD是一条对多个数据元素进行相同操作的指令，因此每个时钟通过CPU流水线获得更多的工作只需要扩展执行单元，而不是整个流水线。(单指令，多个数据。)大量的数据并行问题可以同时以SIMD、ILP和线程级并行的形式暴露给CPU。

(例如，使用多个累加器创建独立依赖链(ILP)的矩阵乘法或点积，其中每个累加器是4、8或16浮点数的向量(SIMD)。你可以把这些工作分成多个核心，所以你可以在Skylake或Zen2上每个时钟得到2x8个FMA。)