x86 - SIMD 和 VLIW 指令是一回事吗？

Question

SIMD（单指令多数据）和 VLIW（超长指令字）之间到底有什么区别？一个是另一个的子集吗？还是它们是两个完全不同的东西？

Answer 1

完全不相关且正交。一台机器可以有一个或两个，或者两者都没有。SIMD 指令可以作为扩展添加到 VLIW ISA。（但 VLIW 已融入机器代码格式和 ISA。）

• 现代微处理器 90 分钟指南！非常好，涵盖了这两个概念。
• 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一起解码，并在不检查它们之间的危险/依赖关系的情况下执行：编译器需要这样做，所以 VLIW 的想法是卸载一些寻找指令级并行性（ILP）的工作) 到编译器。
最著名的例子之一是 Intel/HP 的 Itanium ISA。 https://www.realworldtech.com/mckinley/涵盖了一些关于它的细节，以及第一代 Merced 微架构（不是很好）。 https://www.realworldtech.com/ev8-mckinley/5/有关于第二代微架构 McKinley 的更多详细信息。

VLIW 是提供一些 MIMD 功能的一种方式（针对多个数据的多条指令，对不同的数据执行不同的操作。）

SIMD 是对多个数据元素执行相同操作的一条指令，因此通过 CPU 流水线在每个时钟上获得更多工作只涉及扩大执行单元，而不是扩大整个流水线。（单指令，多数据。）大量数据并行的问题可以同时以 SIMD、ILP 和线程级并行的形式将其暴露给 CPU。

（例如，使用多个累加器创建单独的依赖链 (ILP) 的矩阵乘法或点积，其中每个累加器是 4、8 或 16 个浮点数 (SIMD) 的向量。您可以跨内核划分工作，所以例如，在 Skylake 或 Zen2 上，每个内核每个时钟都可以获得 2x 8 FMA。）