応用情報技術者 2009年 春期 午前2 問09
問題文
複数のデータに対して1個の命令で同一の操作を同時並列に行う方式で、マルチメディアデータなどを扱うCPUに採用されているものはどれか。
選択肢
ア：MIMD
イ：MISD
ウ：SIMD（正解）
エ：SISD
複数のデータに対して1個の命令で同一の操作を同時並列に行う方式【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：複数のデータに対して1つの命令を同時に実行する方式はSIMDである。
- 根拠：SIMDはSingle Instruction Multiple Dataの略で、1命令で複数データを並列処理するためマルチメディア処理に適している。
- 差がつくポイント：MIMDは複数命令を複数データに対して処理し、MISDはほとんど実用例がなく、SISDは単一命令・単一データの逐次処理である点を理解すること。
正解の理由
ウ: SIMDは「Single Instruction Multiple Data」の略で、1つの命令を複数のデータに同時に適用する方式です。マルチメディアデータのように大量のデータに同じ処理を繰り返す場合に効率的で、CPUのベクトル演算やGPUの並列処理で広く採用されています。
よくある誤解
MIMDは複数命令を複数データに対して処理するため、SIMDとは異なります。MISDは理論上のモデルで実用例がほぼありません。
解法ステップ
- 問題文の「1個の命令で同一の操作を同時並列に行う」を確認する。
- SIMDの意味を思い出す（Single Instruction Multiple Data）。
- 他の選択肢の意味を整理し、並列処理の違いを理解する。
- マルチメディアデータ処理に適しているのはSIMDであると判断する。
選択肢別の誤答解説
- ア: MIMD
複数の命令を複数のデータに対して並列処理する方式で、CPUのマルチコアなどに使われるが、1命令で複数データを処理する方式ではない。 - イ: MISD
複数の命令を単一のデータに対して処理する理論上のモデルで、実用例はほとんどない。 - ウ: SIMD
正解。1命令で複数のデータを同時に処理し、マルチメディア処理に適している。 - エ: SISD
単一命令・単一データの逐次処理方式で、従来のシングルコアCPUの基本形態。
補足コラム
SIMDはベクトル演算やGPUの並列処理の基礎技術であり、画像処理や音声処理、科学技術計算など大量データの高速処理に不可欠です。近年のCPUにはSIMD命令セット（例：IntelのSSEやAVX）が搭載されており、性能向上に寄与しています。
FAQ
Q: SIMDとMIMDの違いは何ですか？
A: SIMDは1つの命令で複数のデータを同時に処理し、MIMDは複数の命令を複数のデータに対して並列に処理します。
A: SIMDは1つの命令で複数のデータを同時に処理し、MIMDは複数の命令を複数のデータに対して並列に処理します。
Q: MISDは実際に使われていますか？
A: MISDは理論上のモデルであり、実用的なCPUアーキテクチャにはほとんど採用されていません。
A: MISDは理論上のモデルであり、実用的なCPUアーキテクチャにはほとんど採用されていません。
関連キーワード: SIMD, 並列処理、マルチメディア、CPUアーキテクチャ、ベクトル演算、MIMD, SISD, MISD
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