応用情報技術者 2015年 秋期 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同一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・複数データの並列処理であり、CPUの並列処理方式の区別を正確に理解することが重要。
正解の理由
選択肢ウのSIMDは、1つの命令で複数のデータに同時に同じ処理を行う方式です。マルチメディアデータのように大量のデータに同一の演算を繰り返す場合に効率的で、CPUのベクトル演算やGPUの処理に多く採用されています。これに対し、MIMDは複数の命令を複数のデータに対して並列に処理する方式であり、用途が異なります。
よくある誤解
SIMDとMIMDの違いを混同し、並列処理＝MIMDと考える誤解が多いです。SIMDは単一命令で複数データを処理する点が特徴です。
解法ステップ
- 問題文の「1個の命令で同一操作を同時並列に行う」を確認する。
- 各選択肢の並列処理方式の意味を整理する。
- SIMDが「Single Instruction Multiple Data」であることを思い出す。
- マルチメディアデータ処理に適している点からSIMDを選択する。
選択肢別の誤答解説
- ア: MIMDは「Multiple Instruction Multiple Data」で複数命令を複数データに並列処理し、CPUのマルチコアなどで使われる。
- イ: MISDは「Multiple Instruction Single Data」でほとんど実用例がなく、特殊な用途向け。
- ウ: SIMDは1命令で複数データを同時に処理し、マルチメディアに最適。
- エ: SISDは「Single Instruction Single Data」で従来の逐次処理方式であり並列処理ではない。
補足コラム
SIMDはベクトル演算やGPUの基本技術として広く使われています。例えば、画像処理や音声処理では同じ演算を大量のデータに繰り返すため、SIMD命令セット（SSEやAVXなど）がCPUに搭載されています。これにより高速化が可能です。
FAQ
Q: SIMDとMIMDの違いは何ですか？
A: SIMDは単一命令で複数データを同時処理し、MIMDは複数命令を複数データに並列処理します。
A: SIMDは単一命令で複数データを同時処理し、MIMDは複数命令を複数データに並列処理します。
Q: マルチメディア処理にSIMDが適している理由は？
A: 同じ処理を大量のデータに繰り返すため、1命令で複数データを同時に処理でき効率的だからです。
A: 同じ処理を大量のデータに繰り返すため、1命令で複数データを同時に処理でき効率的だからです。
関連キーワード: SIMD, MIMD, 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
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