フリンの分類でアーキテクチャを丸裸にしてみよう

2025年9月22日 2025年9月22日山崎講師

山崎講師

こんにちは。ゆうせいです。

スーパーコンピュータから、あなたの手の中にあるスマートフォンのプロセッサまで、世の中には多種多様なコンピュータが存在します。これだけ種類があると、「一体どうやって整理すればいいんだろう？」と疑問に思うかもしれませんね。

実は、コンピュータの「計算の仕方」や「考え方」の根本的な性格を、とてもシンプルに分類する方法があるんです。それが、今回ご紹介する「フリンの分類（Flynn's Taxonomy）」です。

なんだか難しそうな名前ですか？大丈夫！これはコンピュータの性格を4タイプに診断する、とても分かりやすいものさしです。この記事を読めば、あなたもコンピュータアーキテクチャの専門家へ一歩近づけますよ！

分類のための「2つのものさし」

フリンの分類を提唱したのは、マイケル・J・フリンという計算機科学者です。彼は、コンピュータのアーキテクチャを、たった2つの「流れ」に着目して分類することを考えました。

命令の流れ（Instruction Stream）
データの流れ（Data Stream）

いきなり専門用語が出てきましたが、焦らないでくださいね。例えるなら、料理のレシピブックです。

「命令の流れ」は、レシピそのものです。「玉ねぎを切れ」「肉を炒めろ」といった、コンピュータが実行すべき一連の指示やコマンドのことですね。これが1種類なら「単一（Single）」、複数種類なら「複数（Multiple）」となります。

「データの流れ」は、レシピで使う食材です。玉ねぎや肉といった、命令によって処理される対象のことです。これも、処理する食材が1セットなら「単一（Single）」、複数セット同時なら「複数（Multiple）」と考えます。

フリンの分類は、この2つの流れの組み合わせで、コンピュータを4つのタイプに分類するのです。

4つの性格タイプを見てみよう！

それでは、いよいよ4つのタイプを一つずつ見ていきましょう。それぞれの性格を、身近な職業に例えてみますね。

1. SISD (Single Instruction, Single Data)

命令の流れ：単一
データの流れ：単一

これは「一つの指示」で「一つのデータ」を順番に処理していく、最も古典的なタイプです。

例え話：孤高の時計職人

SISDは、一人の時計職人が、一つの設計図（単一の命令）に従って、一つの時計の部品（単一のデータ）を一つずつ、コツコツと組み立てていく様子に似ています。非常にシンプルで、一つの作業に集中する職人気質な性格ですね。昔のシングルコアCPUなどがこれにあたり、すべてのコンピュータの基本形とも言えます。

2. SIMD (Single Instruction, Multiple Data)

命令の流れ：単一
データの流れ：複数

これは「一つの指示」で「たくさんのデータ」を一度に処理する、効率重視のタイプです。

例え話：有能な指揮官と兵士の集団

SIMDは、一人の指揮官（単一の命令）が「進め！」と号令をかけると、100人の兵士（複数のデータ）が一斉に前進するようなイメージです。同じ作業をたくさんの対象に一気に行うのが得意で、特に画像処理や科学技術計算といった分野で大活躍します。GPUやCPUの拡張機能は、まさにこの性格を持っています。

3. MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data)

命令の流れ：複数
データの流れ：複数

これは「複数の指示」で「たくさんのデータ」をそれぞれ同時に処理する、最も柔軟でパワフルなタイプです。

例え話：巨大な厨房で働くシェフ軍団

MIMDは、巨大な厨房でたくさんのシェフたちが、それぞれ違うレシピ（複数の命令）を手に、各自の食材（複数のデータ）を使って、和食、中華、フレンチなどを同時に作っている状態です。非常に柔軟性が高く、全く違う種類のタスクを並行してこなせます。現代のマルチコアCPUやスーパーコンピュータは、このMIMDの代表格です。

4. MISD (Multiple Instruction, Single Data)

命令の流れ：複数
データの流れ：単一

これは「複数の指示」が「一つのデータ」を同時に処理するという、少し特殊なタイプです。

例え話：航空機のフライトデータを分析する専門家パネル

MISDは、少しイメージしにくいかもしれませんが、例えば一つのフライトデータ（単一のデータ）を、複数の専門家（複数の命令）が同時に分析するような状況です。Aさんは「天候要因」、Bさんは「機械の故障」、Cさんは「パイロットの操作」というように、それぞれ違う観点から同じデータをチェックするわけですね。

実用化されている例は非常に稀で、主にシステムの信頼性を高めるための耐故障システムなど、特殊な分野で理論的に検討されることがある、少しミステリアスな性格の持ち主です。

まとめ：コンピュータの家系図

4つのタイプを、もう一度表で整理してみましょう。

分類	命令の流れ (Instruction)	データの流れ (Data)	アナロジー	主な例
SISD	単一 (Single)	単一 (Single)	一人の時計職人	初期のコンピュータ、単純なマイコン
SIMD	単一 (Single)	複数 (Multiple)	指揮官と兵士の集団	GPU、CPUのベクトル演算
MIMD	複数 (Multiple)	複数 (Multiple)	巨大な厨房のシェフ軍団	マルチコアCPU、スパコン
MISD	複数 (Multiple)	単一 (Single)	専門家パネル	非常に稀、耐故障システムなど

これからの学習のために

フリンの分類、いかがでしたか？このシンプルな「4つの性格診断」を知っているだけで、コンピュータの仕組みに関するニュースや技術記事が、ぐっと身近に感じられるようになるはずです。

もちろん、現代のコンピュータはもっと複雑です。例えば、MIMDであるマルチコアCPUの各コアの中に、SIMDの機能が搭載されている、といったハイブリッドな構造が当たり前になっています。

しかし、その複雑な構造も、元をたどればこの4つの基本タイプの組み合わせに過ぎません。まずはこの分類をしっかりと理解することが、コンピュータアーキテクチャという広大な世界を探検するための、最高の「地図」になるでしょう。

次はこの知識を元に、CPUやGPUがなぜそれぞれ違うタスクを得意とするのか、改めて考えてみると面白い発見があるかもしれませんよ！

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投稿者プロフィール

山崎講師代表取締役

セイ・コンサルティング・グループ株式会社代表取締役。
岐阜県出身。
2000年創業、2004年会社設立。
IT企業向け人材育成研修歴業界歴20年以上。
すべての無駄を省いた費用対効果の高い「筋肉質」な研修を提供します！
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