SISD steht für Single Instruction, Single Data und ist die einfachste Klasse der Flynn-Taxonomie: Ein Prozessor führt einen Befehlsstrom aus, wobei jeder Befehl genau einen Datenwert verarbeitet. Das ist das klassische Modell des Universalrechners nach der Von-Neumann-Architektur.
Einordnung in der Flynn-Taxonomie
Die Flynn-Taxonomie (1966, Michael J. Flynn) ordnet Rechnerarchitekturen nach der Anzahl ihrer Befehls- und Datenströme. SISD ist dabei der skalare Grundfall; die übrigen Klassen nutzen Parallelität:
- SISD – ein Befehl, ein Datenwert: klassische Einzelkern-Verarbeitung.
- SIMD – ein Befehl, mehrere Datenwerte: SIMD-Erweiterungen und Vektorrechner.
- MISD – mehrere Befehle, ein Datenwert: praktisch kaum verbreitet (nur Redundanz-/Fehlertoleranz-Szenarien).
- MIMD – mehrere Befehle, mehrere Datenwerte: MIMD-Mehrkern- und Multiprozessor-Systeme.
Wo SISD heute steckt
Ein einzelner Kern moderner CPUs arbeitet im Grundmodell SISD-artig: Er holt einen Befehl und führt ihn auf einem Datenwert aus. Rein bleibt diese Klasse aber kaum ein Prozessor: Superskalare Kerne starten mehrere Befehle pro Takt (ILP), Pipelining überlappt die Stufen, und SIMD-Erweiterungen verarbeiten mit einem Befehl gleich mehrere Werte. Die eigentliche Parallelität holt sich ein System erst über die Mikroarchitektur der Kerne und zusätzliche Kerne im Multikern-Prozessor.
Abgrenzung
Wer einen SISD-artigen Kern um breite Register und Vektor-Pipelines ergänzt, erhält einen Vektorprozessor — die dedizierte Hardware-Umsetzung der Datenparallelität, die im Kleinen auch jede SIMD-Erweiterung leistet.
Verwandte Grundlagen: SIMD, MIMD, Vektorprozessor, Superskalarer Prozessor.