SIMD (Single Instruction Stream - Multiple Data Stream) - одиночный поток команд и множественный поток данных. SIMD-системы были первыми вычислительными системами, состоящими из большого числа процессоров, они же одними из первых достигли производительность порядка GFLOPS. Согласно классификации Флинна, к классу SIMD относятся ВС, где множество элементов данных подвергается параллельной, но однотипной обработке. SIMD-системы во многом похожи на классические фон-неймановские ВМ: в них также имеется одно устройство управления, обеспечивающее последовательное выполнение команд программы. Различие касается стадии выполнения, когда общая команда транслируется множеству процессоров (в простейшем случае - операционному устройству), каждый из которых обрабатывает свои данные.
В настоящее время считается, что класс SIMD составляют векторные, матричные, ассоциативные и систолические вычислительные системы (некоторые специалисты причисляют систолические ВС к классу MISD).