简单地说,向量计算机系统结构的发展趋势是:
  (1) 提供向量运算指令。
  (2) 除具有向量处理功能外还有其它功能。
  (3) 采用多层次的存储器系统。
  (4) 流水线技术与并行技术相结合。

  向量计算机系统结构要解决的六个技术问题:
  (1) 处理机带宽。
  运算部件采用流水线结构。
  用多个运算器构成并行的系统。
  (2) 存储器带宽。
  用多个独立的存储体构造一个大容量的存储器系统。
  采用多层次的存储器系统提高访问速度。
  采用高速缓冲存储器和可寻址的寄存器组效果最好。
  采用流水线技术,存储系统的访问速度快5~20倍。
  (3) 输入/输出带宽。
  许多高性能下令处理机配备10~29个DMA通道。
  (4) 通信带宽。共享存储器或互连网络。
  (5) 同步。采用多流水线结构的FPS 16用控制程序使所有流水线同步工作,
  它通过指令流使所有处理器的每一步都同步。

  Cray1系统采用流水线互锁来控制向量操作,不冲突的操作可以并行地执行,相关的操作尽可能链接起来重叠地进行。
  (6) 多用途。非数值计算问题。

  通过上面的分析,可以看到向量计算机系统结构的主要优点是:
  (1) 通过流水存取方式有效地使用了存储器的带宽。
  (2) 流水结构的运算器有很高的性能价格比。
  (3) 非常简单的机制就能满足通信和同步的要求。

  这三个优点把高性能和高效率结合起来了。在标量处理机中,一般执行一条运算指令可以得到一个运算结果。因此,通常用每秒执行多少条指令MIPS(MillionInstructionsPerSecond)来衡量机器的运算速度。而向量处理机则完全不同,执行一条向量指令往往可以获得几十个或更多的运算结果。显然,再用上述指标来衡量机器速度就不合适了。在科学计算中,常常用每秒获得多少个浮点运算结果来表示机器速度,以Mflops(MillionofFloatingPointPerSecond)作为测量单位。
  因为计算机执行的指令,除运算指令外,还有更多的服务性指令,如取数、存数、测试、转移等,所以Mflops指标不能直接和标量处理机中所用的MIPS相比。在每秒执行多少条指令的速度指标中,是把这些服务性指令都考虑在内的,而在每秒获得多少个浮点运算结果的速度指标中,这些指令却都不考虑在内。一般认为,在标量计算机中,执行一次浮点运算需要2~5条指令,平均需3条指令。因此,如果要把这两种速度指标放在一起比较的话,那么就应该把Mflops乘以一个系数,得出相应的MIPS。