معماری‌های جریان داده همزمان برای رسیدگی به حجم کاری تحمیل شده توسط یک مسیر داده همزمان، به عنوان مثال، سرعت یک سیم در ارسال بسته‌ها، سازگار هستند. معماری جریان داده به طور طبیعی برنامه نویسان را قادر می سازد تا وظایف پیچیده ای مانند پردازش تعادل بار را به طور همزمان انجام دهند و همچنین در دسترسی به منابع مشترک بسیار موثر است.

معماری سخت افزار برای جریان داده ها یکی از مهمترین جنبه های معماری کامپیوتر در دهه 1970 و اوایل دهه 1980 بود. جک دنیس از دانشگاه MIT در زمینه معماری جریان داده ایستا پیشگام بود و این درست در همان زمان بود که پروژه های معماری منچستر Dataflow Machine و MIT Tagged Token نیز در زمینه ماشین هایی با معماری جریان داده پویا اجرا می شدند. .

طرح هایی که از روش های معمول آدرس دهی حافظه به عنوان استقلال داده (وابستگی داده ها) استفاده می کنند، ماشین های گردش داده ایستا نامیده می شوند. این ماشین ها اجازه نمی دهند چندین نمونه (نمونه) یک رویه (روال) به طور همزمان ایجاد و اجرا شوند. دلیل این امر این است که تگ ساده نمی تواند بین آنها تفاوت قائل شود.

طرح هایی که از حافظه آدرس پذیر محتوا (CAM) استفاده می کنند، ماشین های جریان داده پویا نامیده می شوند. این برنامه ها از برچسب هایی استفاده می کنند که پردازش موازی را تسهیل می کند.

به طور معمول، کامپایلرها کد منبع برنامه را تجزیه و تحلیل می کنند تا وابستگی داده ها را بین دستورالعمل ها پیدا کنند تا ترتیب دستورات را در فایل باینری خروجی بهتر سازماندهی کنند. دستورات به صورت متوالی سازماندهی می شوند، اما اطلاعات وابستگی در فایل های باینری ذخیره نمی شوند.

فایل های باینری ذخیره شده برای ماشین های جریان داده حاوی این اطلاعات وابستگی هستند. کامپایلر به جای متغیرها از تگ های منحصر به فرد برای ذخیره این اطلاعات استفاده می کند. با استفاده از این روش برچسب گذاری، قطعات کد غیرمستقل اجازه دارند در پردازش موازی از نظم خارج شوند.

برنامه ها در CAM کامپیوتر جریان داده پویا ذخیره می شوند. وقتی همه عملوندهای یک دستورالعمل فعال می شوند (یعنی خروجی یک دستورالعمل قبلی یا ورودی از کاربر)، دستورالعمل به عنوان یک دستورالعمل آماده علامت گذاری می شود. این عمل توسط یک واحد اجرا انجام می شود.

این عمل فعال سازی یا شلیک دستورالعمل ها نامیده می شود. به محض اینکه عملیات بخش اجرا روی یک فرمان کامل شد، خروجی آن در CAM (همراه با برچسب آن) ذخیره می شود. هر دستوری که به داده خاصی بستگی دارد (این با بررسی مقدار برچسب مشخص می شود) سپس به عنوان آماده اجرا برچسب گذاری می شود. در این صورت دستورات زیر به ترتیب صحیح اجرا شده و از شرط مسابقه اجتناب می شود. این دستور اجرا احتمالاً با دستور کتبی مورد انتظار انسان متفاوت خواهد بود.

یک دستورالعمل به همراه عملوندهای مورد نیاز خود به صورت بسته ای به قسمت اجرا ارسال می شود که به آن توکن دستورالعمل می گویند. به طور مشابه، داده های خروجی به عنوان یک نشانه به CAM بازگردانده می شود. این بسته بندی از دستورالعمل ها و نتایج اجازه می دهد تا دستورالعمل ها در پردازش موازی در ابعاد بزرگ اجرا شوند.

شبکه های جریان داده وظیفه تحویل دستورات را در قالب توکن به قسمت اجرایی و بالعکس به CAM بر عهده دارند. برخلاف معماری فون نویمان، توکن‌ها به‌طور دائم در حافظه ذخیره نمی‌شوند، بلکه پیام‌های موقتی هستند که هنگام تبادل دستورات ذخیره می‌شوند.