„Single-Program Multiple-Data“ – Versionsunterschied

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Version vom 25. Februar 2013, 18:03 Uhr

SPMD (Single-Program Multiple-Data) ist ein Programmiermodell der Informatik für parallele Hardware wie Mehrprozessorsysteme. Bei SPMD-Programmen führen alle Prozessoren das gleiche Programm mit unterschiedlichen Daten aus. Die SPMD-Formulierung ist übersichtlich, hardwareunspezifisch und aus dem Programmiermodell MPMD portierbar. Diese Formulierung eignet sich für kleinteilige Parallelität über große Datensätze. Während bei sequentieller Verarbeitung Schleifen in der Größe der Datensätze Adressen erzeugen, wird bei SPMD das Programm so formuliert, dass die Daten nach der Compilierung über eine Zahl adressiert werden. Oft wird erst zur Laufzeit, aufgrund der vorhandenen Hardware (Cache Größe und Assoziativität, SIMD Breite, Prozessoranzahl), über die Details der Verarbeitung entschieden. Diese Flexibilität hat neben der einfachen Formulierung zur Verbreitung beigetragen.

Ein Programm könnte wie das folgende Beispiel aussehen:
Für alle n aus Menge N und alle m aus Menge M:{
Aus[n,m] = (Ein[n+1,m] + Ein[n-1,m] + Ein[n,m+1] + Ein[n,m-1]) >> 2;}

Anwendungsbeispiele sind: "Compute Unified Device Architecture" (CUDA), "Open Computing Language" (OpenCL), "Intel SPMD Program Compiler" (ISPC) und Shader.

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 '''SPMD''' (''Single-Program Multiple-Data'') ist ein Programmiermodell <!-- =Programmierparadigma? --> der Informatik für parallele Hardware wie [[Mehrprozessorsystem]]e. Bei SPMD-Programmen führen alle [[Prozessor (Hardware)|Prozessor]]en das gleiche Programm mit unterschiedlichen Daten aus. Die SPMD-Formulierung ist übersichtlich, hardwareunspezifisch und aus dem Programmiermodell [[Multiple-Program Multiple-Data|MPMD]] portierbar.
-Diese Formulierung eignet sich für feine Parallelität über große Datensätze. <!-- keine Graphen -->
+Diese Formulierung eignet sich für kleinteilige Parallelität über große Datensätze. <!-- keine Graphen -->
-Während bei sequentieller Verarbeitung Schleifen in der Größe der Datensätze absolute Adressen erzeugen, wird bei SPMD das Programm so formuliert, dass die Daten über eine "Thread-ID" relativ adressiert werden. Oft wird erst zur Laufzeit, aufgrund der vorhandenen Hardware (Cache Größe und Assoziativität, SIMD Breite, Prozessoranzahl), über die Details der Verarbeitung entschieden. Diese Flexibilität hat neben der einfachen Formulierung zur Verbreitung beigetragen.
+Während bei sequentieller Verarbeitung Schleifen in der Größe der Datensätze Adressen erzeugen, wird bei SPMD das Programm so formuliert, dass die Daten nach der Compilierung über eine Zahl adressiert werden. Oft wird erst zur Laufzeit, aufgrund der vorhandenen Hardware (Cache Größe und Assoziativität, SIMD Breite, Prozessoranzahl), über die Details der Verarbeitung entschieden. Diese Flexibilität hat neben der einfachen Formulierung zur Verbreitung beigetragen.
+<poem>Ein Programm könnte wie das folgende Beispiel aussehen:
-Anwendungsbeispiele sind: "Compute Unified Device Architecture" ([[CUDA]]), "Open Computing Language" ([[OpenCL]]), "Intel SPMD Program Compiler" (ISPC).
+Für alle n aus Menge N und alle m aus Menge M:{
+ Aus[n,m] = (Ein[n+1,m] + Ein[n-1,m] + Ein[n,m+1] + Ein[n,m-1]) >> 2;}</poem>
+Anwendungsbeispiele sind: "Compute Unified Device Architecture" ([[CUDA]]), "Open Computing Language" ([[OpenCL]]), "Intel SPMD Program Compiler" (ISPC) und [[Shader]].
 [[Kategorie:Rechnerarchitektur]]