向量處理器
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向量處理器，又稱數組處理器，是一種實現了直接操作一維數組（向量）指令集的中央處理器（CPU）。與之相比，純量處理器一次只能處理一個數據。向量處理器可以在特定工作環境中極大地提升性能，尤其是在數值模擬或者相似領域。向量處理器最早出現於1970年代早期，並在1970年代到1990年代期間主導了超級計算機的設計方向，尤其是多個克雷（Cray）平台。由於90年代末純量處理器設計性能提升，而價格快速下降，基於向量處理器的超級計算機逐漸讓出了主導地位。
現在，絕大多數商業化的CPU實現都能夠提供某種形式的向量處理的指令，用來處理多個（向量化的）數據集，也就是所謂的SIMD（單一指令、多重數據）。常見的例子有 VIS, MMX, SSE, AltiVec 和 AVX。向量處理技術也能在遊戲主機硬體和圖形加速硬體上看到。在2000年，IBM、東芝和索尼合作開發了Cell處理器，集成了一個純量處理器和八個向量處理器，應用在索尼的PlayStation 3遊戲機和其他一些產品中。
其他CPU設計還可能包括多重指令處理多重（向量化的）數據集的技術——也就是所謂的MIMD（多重指令、多重數據）——並實現了VLIW。此類設計通常用於特定應用場合，而不是面向通用計算機的市場化產品。在富士通的 FR-V VLIW/vector 處理器中，組合使用了兩種技術。
基本特點
[編輯]平行向量處理機最大的特點是系統中的CPU是專門定製的向量處理器（VP）。系統還提供共享存儲器以及與VP相連的高速交叉開關。
來自現實世界的例子: x86 架構中的向量指令應用
[編輯]// 改自英文維基 Vector_processor
//SSE simd function for vectorized multiplication of 2 arrays with single-precision floatingpoint numbers
//1st param pointer on source/destination array, 2nd param 2. source array, 3rd param number of floats per array
void mul_asm(float* out, float* in, unsigned int leng){
unsigned int count, rest;
//compute if array is big enough for vector operation
rest = (leng*4)%16;
count = (leng*4)-rest;
// vectorized part; 4 floats per loop iteration
if (count>0){
__asm __volatile__ (".intel_syntax noprefix\n\t"
"loop: \n\t"
"sub ecx,16 \n\t" // decrease address pointer by 4 floats
"movups xmm0,[ebx+ecx] \n\t" // loads 4 floats in first register (xmm0)
"movups xmm1,[eax+ecx] \n\t" // loads 4 floats in second register (xmm1)
"mulps xmm0,xmm1 \n\t" // multiplies both vector registers
"movups [eax+ecx],xmm0 \n\t" // write back the result to memory
"jnz loop \n\t"
".att_syntax prefix \n\t"
: : "a" (out), "b" (in), "c"(count), "d"(rest): "xmm0","xmm1");
}
// scalar part; 1 float per loop iteration
if (rest!=0)
{
__asm __volatile__ (".intel_syntax noprefix\n\t"
"add eax,ecx \n\t"
"add ebx,ecx \n\t"
"rest: \n\t"
"sub edx,4 \n\t"
"movss xmm0,[ebx+edx] \n\t" // load 1 float in first register (xmm0)
"movss xmm1,[eax+edx] \n\t" // load 1 float in second register (xmm1)
"mulss xmm0,xmm1 \n\t" // multiplies both scalar parts of registers
"movss [eax+edx],xmm0 \n\t" // write back the result\n\t"
"jnz rest \n\t"
".att_syntax prefix \n\t"
: : "a" (out), "b" (in), "c"(count), "d"(rest): "xmm0","xmm1");
}
return;
}
