在計算中，向量處理器或數組處理器是一個中央處理單元 (CPU)，它執行一個指令集，其中的指令旨在高效地對稱為向量的大型一維數據數組進行操作。 這與標量處理器形成對比，后者的指令僅對單個數據項進行操作，并且與某些具有附加單指令、多數據 (SIMD) 或 SWAR 算術單元的相同標量處理器形成對比。 向量處理器可以極大地提高某些工作負載的性能，尤其是數值模擬和類似任務。 矢量處理技術也在視頻游戲控制臺硬件和圖形加速器中運行。

矢量機出現于 70 年代初期，并在 1970 年代至 90 年代主導了超級計算機設計，尤其是各種 Cray 平臺。 傳統微處理器設計的性價比迅速下降導致矢量超級計算機在 1990 年代衰落。

矢量處理開發始于 1960 年代早期西屋電氣公司的 Solomon 項目。 所羅門的目標是通過在單個主 CPU 的控制下使用大量簡單的數學協處理器來顯著提高數學性能。 CPU 向所有算術邏輯單元 (ALU) 提供一條通用指令，每個周期一條指令，但每個指令處理不同的數據點。 這使得所羅門機器能夠將單一算法應用于以數組形式提供的大型數據集。

1962 年，西屋公司取消了該項目，但伊利諾伊大學重新啟動了這項工作，命名為 ILLIAC IV。 他們的設計版本最初要求具有 256 個 ALU 的 1 GFLOPS 機器，但是當它最終在 1972 年交付時，它只有 64 個 ALU，并且只能達到 100 到 150 MFLOPS。 盡管如此，它表明基本概念是合理的，并且當用于計算流體動力學等數據密集型應用時，ILLIAC 是世界上最快的機器。 為每個數據元素使用單獨的 ALU 的 ILLIAC 方法在后來的設計中并不常見，并且通常在單獨的類別下稱為大規模并行計算。 大約在這個時候，弗林將這種類型的處理歸類為 SIMT 的早期形式。

Kartsev 于 1967 年提出并開發了具有功能的運算計算機。

xxx臺矢量超級計算機是 Control Data Corporation STAR-100 和 Texas Instruments Advanced Scientific Computer (ASC)，分別于 1974 年和 1972 年推出。

基本的 ASC（即一個管道）ALU 使用了一種支持標量和矢量計算的流水線架構，峰值性能達到大約 20 MFLOPS，在處理長矢量時很容易實現。 擴展的 ALU 配置支持兩個管道或四個管道，具有相應的 2 倍或 4 倍的性能增益。 內存帶寬足以支持這些擴展模式。

STAR-100 在其他方面比 CDC 自己的超級計算機（如 CDC 7600）慢，但在處理與數據相關的任務時，它們可以跟上速度，同時體積更小、成本更低。 然而，該機器還花費了相當多的時間來解碼矢量指令并準備好運行該過程，因此在它真正加速任何事情之前，它需要非常具體的數據集來處理。

矢量技術于 1976 年首次被著名的 Cray-1 充分利用。 Cray 設計沒有像 STAR-100 和 ASC 那樣將數據留在內存中，而是有八個向量寄存器，每個寄存器包含 64 個 64 位字。 矢量指令在寄存器之間應用，這比與主存儲器通信要快得多。 STAR-100 將對內存中的長向量應用單個操作，然后繼續進行下一個操作，而 Cray 設計會將向量的較小部分加載到寄存器中，然后對數據應用盡可能多的操作 ，從而避免了許多慢得多的內存訪問操作。

Cray 設計使用流水線并行來實現向量指令而不是多個 ALU。 此外，該設計為不同的指令提供了完全獨立的流水線，例如，加法/減法與乘法在不同的硬件中實現。 這允許將一批向量指令流水線化到每個 ALU 子單元中，他們將這種技術稱為向量鏈接。 Cray-1 通常具有大約 80 MFLOPS 的性能，但在最多運行三個鏈的情況下，它的峰值可以達到 240 MFLOPS，平均約為 150——比那個時代的任何機器都快得多。

其他例子接踵而至。 Control Data Corporation 試圖以其 ETA-10 機器再次進入高端市場，但銷售不佳，他們以此為契機徹底退出了超級計算領域。 在 20 世紀 80 年代早期和中期的日本公司（富士通、日立和日本電氣公司（NEC））