JP2003108392A - Synchronous program and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複数スレッドの並
列処理を管理する同期プログラムおよび同期方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronization program and a synchronization method for managing parallel processing of a plurality of threads.
【０００２】[0002]
【従来の技術】複数ＣＰＵを搭載などした高速計算機シ
ステムでは、複数のスレッドに処理を分割して割り当て
て並列に処理を行い、高速化を図っている。これら複数
のスレッド間では、同期をとる必要がある。2. Description of the Related Art In a high-speed computer system equipped with a plurality of CPUs, the processing is divided into a plurality of threads and allocated to perform the processing in parallel to increase the speed. It is necessary to synchronize these threads.
【０００３】従来、複数スレッド間の同期は、例えば図
６に示すように、スレッド１，２，３，４が同期ポイン
トに到達したときにそれぞれ待機し、全てのスレッドが
到達した後に、一斉に処理を再開するようにしている。
この際、各スレッド１，２，３，４は同期ポイントに到
達したときにそれぞれの同期フラグをセットし、いずれ
か１つの特定スレッド、例えばスレッド１が他のスレッ
ド２，３，４の同期フラグを参照して全てのスレッド
１，２，３，４の同期フラグがセットされたことを確認
したときに、解放フラグをセットし、各スレッドが解放
フラグを参照してセットされていると判明したときに、
処理をそれぞれ再開するようにしていた。Conventionally, synchronization between a plurality of threads is performed by waiting for each of threads 1, 2, 3 and 4 when they reach a synchronization point, and after all the threads have arrived, as shown in FIG. The process is restarted.
At this time, each of the threads 1, 2, 3 and 4 sets their respective synchronization flags when reaching the synchronization point, and any one of the specific threads, for example, the thread 1 synchronizes with the synchronization flags of the other threads 2, 3, and 4. When it was confirmed that the synchronization flags of all threads 1, 2, 3, 4 were set by referring to, the release flag was set, and it was found that each thread was set by referring to the release flag. sometimes,
Each process was restarted.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のシステ
ムでは、スレッドの並列数がＮ（前記例ではＮ＝４）の
とき、
・特定スレッド（前記例ではスレッド１）は、（Ｎ−
１）回の同期フラグの参照と、１回の解放フラグの設定
・その他のスレッド（前記例ではスレッド２，３，４）
は、１回の同期フラグの設定と、１回の解放フラグの参
照
がそれぞれ必要となり、特定スレッドに負荷が偏ってし
まい、処理が遅くなってしまうという問題があった。ま
た、解放のときに、同一領域への参照を行うために、キ
ャッシュミスが発生してしまい処理が遅くなってしまう
という問題もあった。In the above-mentioned conventional system, when the parallel number of threads is N (N = 4 in the above example), the specific thread (thread 1 in the above example) is (N-
1) Reference of synchronization flag once and setting of release flag once and other threads (threads 2, 3, 4 in the above example)
However, there is a problem in that it is necessary to set the synchronization flag once and refer to the release flag once, and the load is biased to a specific thread, which slows down the processing. In addition, since there is a reference to the same area at the time of release, there is a problem that a cache miss occurs and the processing becomes slow.
【０００５】本発明は、これらの問題を解決するため、
スレッド毎に同期領域を設けて各スレッドが同期ポイン
トに到達したときに設定すると共に一定方向の他のスレ
ッドの同期領域を参照して同期ポイントに到達していた
ときに両者を併せた同期設定を行うことを並列に繰り返
し、全スレッドが同期ポイントに到達と判明したときに
全スレッドが処理再開し、全スレッドが参照、設定を並
列に行って負荷分散すると共にキャッシュミスを低減し
て並列高速処理を実現することを目的としている。The present invention solves these problems.
Set a synchronization area for each thread and set it when each thread reaches the synchronization point, and also refer to the synchronization area of another thread in a certain direction and set the synchronization settings for both when it reaches the synchronization point. When all threads are found to reach the synchronization point, all threads restart processing, all threads reference and set in parallel to distribute the load, reduce cache misses, and perform parallel high-speed processing. The purpose is to realize.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、スレッド
１，２は、並列に処理を実行するものであって、同期ポ
イントで同期化する対象のスレッドである。[Means for Solving the Problems] Means for solving the problems will be described with reference to FIG. In FIG. 1, threads 1 and 2 execute processing in parallel and are threads to be synchronized at a synchronization point.
【０００７】同期処理ルーチン１２は、同期処理を実行
するルーチン（プログラム）である。次に、動作を説明
する。The synchronization processing routine 12 is a routine (program) for executing synchronization processing. Next, the operation will be described.
【０００８】複数スレッドに対応づけてそれぞれの同期
領域を設け、同期処理ルーチン１２は各スレッドが同期
ポイントに到達したときに、当該スレッド用の同期領域
に同期ポイントに到達した旨をセットした後、一定方向
の所定位置の他のスレッドの同期領域を参照して同期ポ
イントに到達していると判明したときに両者のスレッド
が併せて同期ポイントに到達した旨を当該同期領域にセ
ットし、全てのスレッドが同期ポイントに到達していた
ときに同期完了と判断して処理を再開し、全てのスレッ
ドが同期ポイントに到達していないときに、更に、一定
方向の所定位置の他のスレッドの同期領域について繰り
返すようにしている。Each synchronization area is provided in association with a plurality of threads, and when each thread reaches the synchronization point, the synchronization processing routine 12 sets the synchronization area for the thread to the effect that the synchronization point has been reached. When it is found that the synchronization points have been reached by referring to the synchronization areas of other threads at a predetermined position in a certain direction, the fact that both threads have reached the synchronization point together is set in the synchronization area, and all threads are set. When a thread has reached the sync point, it is judged that the synchronization is complete and processing is restarted. When all threads have not reached the sync point, the synchronization area of another thread at a predetermined position in a certain direction. I'm trying to repeat it.
【０００９】この際、同期領域をキャッシュメモリの異
なるキャッシュラインにそれぞれ割り当てて、キャッシ
ュミスが発生しないようにしている。また、一定方向の
所定位置として、２N (Ｎ＝０，１，２・・・）とする
ようにしている。At this time, the synchronization areas are respectively assigned to different cache lines of the cache memory so that cache miss does not occur. Further, the predetermined position in the fixed direction is set to 2 N (N = 0, 1, 2, ...).
【００１０】従って、スレッド毎に同期領域を設けて各
スレッドが同期ポイントに到達したときに設定すると共
に一定方向の他のスレッドの同期領域を参照して同期ポ
イントに到達していたときに両者を併せた同期設定を行
うことを並列に繰り返し、全スレッドが同期ポイントに
到達と判明したときに全スレッドが処理再開することに
より、全スレッドが参照、設定を並列に行って負荷分散
すると共にキャッシュミスを低減して並列高速処理を実
現することが可能となる。Therefore, a synchronization area is provided for each thread, and is set when each thread reaches the synchronization point. At the same time, when both threads reach the synchronization point by referring to the synchronization areas of other threads in a certain direction. Repeatedly perform the synchronous setting together, and when all threads are found to have reached the synchronization point, all threads restart processing, and all threads perform reference and settings in parallel to distribute the load and cache misses. It is possible to realize parallel high-speed processing by reducing.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】次に、図１から図５を用いて本発
明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments and operations of the present invention will be sequentially described in detail with reference to FIGS.
【００１２】図１は、本発明のシステム構成図を示す。
図１において、スレッド１，２は、並列に処理を実行す
るものであって、同期ポイントで同期化する対象のスレ
ッドである。スレッド１は、システム起動時に作成され
たものであり、当該スレッド１が並列化処理するために
スレッド２，３、・・・Ｎを作成し、処理を割り当てる
と共に、同期の必要なポイントに同期ポイントを設定す
る。各スレッドは処理を実行して設定された同期ポイン
トに到達すると、同期処理ルーチン１２を呼び出し、本
願発明に係わる同期処理を実行する（図２から図５を用
いて後述する）。同期完了後に、各スレッドが処理を再
開する。FIG. 1 shows a system configuration diagram of the present invention.
In FIG. 1, threads 1 and 2 execute processing in parallel and are threads to be synchronized at a synchronization point. The thread 1 is created when the system is started up. The thread 1 creates threads 2, 3, ... N for parallel processing, allocates the processing, and synchronizes to a point requiring synchronization. To set. When each thread executes the process and reaches the set synchronization point, it calls the synchronization process routine 12 to execute the synchronization process according to the present invention (which will be described later with reference to FIGS. 2 to 5). After the synchronization is completed, each thread resumes processing.
【００１３】同期処理ルーチン１２は、複数スレッドの
同期処理を行うルーチン（プログラム）であって、ここ
では、代入手段１３、比較手段１４、終了判定手段１
５、変更手段１６などから構成されるものである。The synchronization processing routine 12 is a routine (program) for performing synchronization processing of a plurality of threads, and here, the substitution means 13, the comparison means 14 and the end determination means 1 are used.
5 and changing means 16 and the like.
【００１４】代入手段１３は、同期領域でスレッドが同
期ポイントに到達している旨などを表すデータを他の位
置に代入するものである（図３から図５を用いて後述す
る）。The substituting means 13 is for substituting data indicating that the thread has reached the synchronization point in the synchronization area to another position (described later with reference to FIGS. 3 to 5).
【００１５】比較手段１４は、同期領域で所定番目のデ
ータと他の所定番目のデータとを比較し、同期ポイント
に到達しているかなどを判別するものである（図３から
図５を用いて後述する）。The comparison means 14 compares the predetermined data in the synchronization area with the other predetermined data to determine whether or not the synchronization point has been reached (see FIGS. 3 to 5). See below).
【００１６】終了判定手段１５は、全てのスレッドが同
期ポイントに到達しているか判別するものである（図３
から図５を用いて後述する）。変更手段１６は、全ての
スレッドが同期ポイントに到達していると判明したとき
に、次に各スレッドに割り当てる同期領域を変更するも
のである（図３から図５を用いて後述する）。The end determination means 15 determines whether all threads have reached the synchronization point (FIG. 3).
From FIG. 5). The changing unit 16 changes the synchronization area to be assigned to each thread next when it is determined that all the threads have reached the synchronization point (described later with reference to FIGS. 3 to 5).
【００１７】次に、図２のフローチャートに従い、全体
の動作を説明する。図２は、本発明の全体フローチャー
トを示す。図２において、Ｓ１は、Ｆｏｒｔｒａｎ実行
開始する。これは、ソフトウェアの実行を開始し、当該
実行の中でマスタースレッドを生成する。Next, the overall operation will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 2 shows an overall flow chart of the present invention. In FIG. 2, S1 starts execution of Fortran. This starts the execution of the software and creates a master thread in the execution.
【００１８】Ｓ２は、並列化（スレッドの生成）を行
う。これは、Ｓ１で生成されたマスタースレッドが並列
実行するためのスレッドを生成すると共に各種並列化の
ために必要な処理を行う。In step S2, parallelization (thread generation) is performed. This generates a thread for the master thread generated in S1 to execute in parallel, and also performs processing necessary for various parallelization.
【００１９】Ｓ３は、並列化ルート内部において、必要
な場合に同期処理を行う。これは、Ｓ２で生成された複
数のスレッドが並列に処理を行い、その並列処理の中で
同期が必要な同期ポイントで本発明に係わる、図３から
図５で後述する同期処理を行う。In step S3, a synchronization process is performed within the parallelizing route when necessary. This is because a plurality of threads generated in S2 perform processing in parallel, and in the parallel processing, synchronization processing described later with reference to FIGS. 3 to 5 according to the present invention is performed at a synchronization point that requires synchronization.
【００２０】Ｓ４は、並列化終了する。次に、図２のＳ
３の同期処理について図３のフローチャートの順番に従
い詳細に説明する。In S4, parallelization is completed. Next, S in FIG.
The synchronization processing of No. 3 will be described in detail according to the order of the flowchart of FIG.
【００２１】図３は、本発明の動作説明フローチャート
を示す。図３において、Ｓ１１は、同期領域の獲得を行
う。これは、後述する図４、図５のスレッド毎の同期領
域２１を獲得する。FIG. 3 shows a flowchart for explaining the operation of the present invention. In FIG. 3, S11 acquires a synchronization area. This acquires the synchronization area 21 for each thread in FIGS. 4 and 5 described later.
【００２２】Ｓ１２は、並列化（スレッドの生成）を行
い、各スレッド用の同期領域を自スレッドの番号の領域
とする。これらは、並列実行するためのスレッドを、例
えば後述する図５の（ａ）の場合には、スレッド１，
２，３，４，５と５つ生成し、各スレッド１から５が同
期領域１から５をそれぞれ自己用の同期領域と初期設定
する。尚、２回目はＳ２３でΣ２N先の同期領域を自己
用の同期領域に変更することを繰り返し、連続して同じ
同期領域とならないようにする。In step S12, parallelization (thread generation) is performed, and the synchronization area for each thread is set as the area of the own thread number. These are threads for parallel execution, for example, in the case of FIG.
Five threads 2, 3, 4, 5 are generated, and each thread 1 to 5 initializes the synchronization areas 1 to 5 as its own synchronization area. It should be noted that the second time, in S23, the Σ2 N destination synchronization area is repeatedly changed to the own synchronization area so that the same synchronization area is not continuously obtained.
【００２３】Ｓ１３は、同期ポイントに到達か判別す
る。これは、既述した図１の各スレッドが実行を開始
し、同期ポイントに到達か判別する。ＹＥＳの場合に
は、S１４に進む。ＮＯの場合には、Ｓ２４で同期処理
が必要か判別し、ＹＥＳのときにＳ１３に戻り繰り返し
て待機し、ＮＯのときに終了する。In step S13, it is determined whether the synchronization point has been reached. This is to judge whether each thread in FIG. 1 described above starts execution and reaches the synchronization point. If YES, the process proceeds to S14. In the case of NO, it is determined in S24 whether or not the synchronization process is necessary, and if YES, the process returns to S13 to repeatedly wait, and if NO, ends.
【００２４】Ｓ１４は、自スレッド用の同期領域の１番
目の値を２番目に代入する。これは、例えば後述する図
５の（ａ）のスレッド１が、同期ポイントに到達したと
きに、自スレッド１用の同期領域１の１番目の値（○）
を２番目に代入し、図５の（ｂ）の上段の同期領域１の
代入のようにし、当該スレッド１が同期ポイントに到
達した旨を設定する。In S14, the first value of the synchronization area for the own thread is substituted into the second value. This is because, for example, when the thread 1 in FIG. 5A, which will be described later, reaches the synchronization point, the first value (◯) of the synchronization area 1 for its own thread 1
Is assigned to the second, and it is set like the substitution of the synchronization area 1 in the upper part of FIG. 5B, and the fact that the thread 1 has reached the synchronization point is set.
【００２５】Ｓ１５は、自スレッド用の同期領域の１番
目の値とΣ２n（ｎ＝０）先の同期領域の１番目の値が
等しいか判別する。例えば図５の（ｂ）の比較に示す
ように比較する。In step S15, it is determined whether or not the first value in the synchronization area for the own thread is equal to the first value in the synchronization area Σ2 n (n = 0) ahead. For example, the comparison is performed as shown in the comparison of FIG.
【００２６】Ｓ１６は、Σ２n (n=0)先の同期領域の２
番目の値を参照する。Ｓ１７は、１番目の値と等しいか
判別する。これらＳ１６、Ｓ１７は、後述する図５の
（ｂ）の比較に示すように、比較して等しいか判別す
る（Σ２n(n=0)先のスレッド、ここでは、スレッド２が
同期ポイントに到達しているか判別する）。ＹＥＳの場
合には、S１８に進む。ＮＯの場合には、Ｓ１７を繰り
返し待機する。In S16, 2 of the synchronization area ahead of Σ2 n (n = 0)
Refer to the th value. In S17, it is determined whether it is equal to the first value. As shown in the comparison of FIG. 5B described later, these S16 and S17 are compared to determine whether they are equal (Σ2 n (n = 0) destination thread, here thread 2 reaches the synchronization point). Determine if you are doing). If YES, the process proceeds to S18. If NO, S17 is repeatedly waited.
【００２７】Ｓ１８は、全てのスレッドが同期ポイント
に到達したか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ２２に進
む。ＮＯの場合には、Ｓ１９に進む。Ｓ１９は、Σ２n
(n=0から始まり１づつインクリメントされる）先の同期
領域の１番目の値を３（＝ｎ＋２）番目（次回ののと
きは４（＝ｎ＋２）番目）に代入する（図５の（ｂ）の
代入のように、代入する）。この代入により、図５で
は、スレッド１、２が併せて同期ポイントに到達した旨
を当該代入して設定することが可能となる。In step S18, it is determined whether all threads have reached the synchronization point. If YES, the process proceeds to S22. If NO, the process proceeds to S19. S19 is Σ2 n
The first value of the previous synchronization area (starting from n = 0 and incremented by 1) is assigned to the 3 (= n + 2) th (4 (= n + 2) th at the next time) ((b in FIG. 5). ) Substitute, like). By this substitution, in FIG. 5, it is possible to set that the threads 1 and 2 have reached the synchronization point together.
【００２８】Ｓ２０は、Σ２n (n=１）（ｎはこのタイ
ミングでインクリメントされる）先の同期領域の３（＝
ｎ＋１）番目（次回ののときは４（＝ｎ＋１）番目）
の値を参照する。In step S20, 3 (=) of the synchronization area ahead of Σ2 n (n = 1) (n is incremented at this timing).
n + 1) th (4 (= n + 1) th next time)
Refer to the value of.
【００２９】Ｓ２１は、１番目の値と等しいか判別す
る。これらＳ２０、Ｓ２１は、例えば後述する図５の
（c)のの比較（１番目と３番目を比較）し、等しいと
きには当該スレッド４と、１つ前のスレッド３とが併せ
て同期ポイントに到達していると判明する（他のスレッ
ドによる既述したＳ１３からＳ１９の処理で設定したと
判明する）。ＹＥＳの場合には、Ｓ１８に戻り、Ｓ１８
でＹＥＳのときにS２２に進み、Ｓ１８でＮＯのときに
Ｓ１９からＳ２１を繰り返す（代入、比較のように
繰り返す）。一方、Ｓ２１のＮＯの場合には、Ｓ２１を
繰り返し待機する。In step S21, it is determined whether it is equal to the first value. In S20 and S21, for example, the comparison (1st and 3rd) in (c) of FIG. 5 to be described later is performed, and when they are equal, the thread 4 and the thread 3 immediately before reach the synchronization point. It is determined that the setting is being performed (it is determined that the setting has been made in the processing of S13 to S19 described by another thread). If YES, the process returns to S18 and S18.
If YES in step S22, the process proceeds to step S22. If NO in step S18, steps S19 to S21 are repeated (substitution and comparison are repeated). On the other hand, if NO in S21, S21 is repeatedly waited.
【００３０】Ｓ２２は、Ｓ１８のＹＥＳで全てのスレッ
ドが同期ポイントに到達したと判明したので、Σ２n先
の同期領域の１番目の値を変更する。Ｓ２３は、Σ２n
先の同期領域を自スレッド用の同期領域に設定する。こ
れらＳ２２、Ｓ２３は、Ｓ１８のＹＥＳで全てのスレッ
ドが同期ポイントに到達したと判明したので、各スレッ
ドについて、それぞれΣ２n先の図５の同期領域の先頭
（左端）のビットを異なる他の値に変更すると共に当該
変更した同期領域（新たな同期領域）を自スレッドの同
期領域と設定する。これにより、デッドロックの発生を
防止できる。In S22, since it is determined that all threads have reached the synchronization point in YES in S18, the first value in the synchronization area Σ2 n ahead is changed. S23 is Σ2 n
Set the previous synchronization area as the synchronization area for the own thread. In S22 and S23, since it is determined that YES in S18, all the threads have reached the synchronization point. Therefore, for each thread, other bits differing by Σ2 n from the beginning (left end) bit of the synchronization area in FIG. And the changed synchronization area (new synchronization area) is set as the synchronization area of the own thread. This can prevent the occurrence of deadlock.
【００３１】以上のように、各スレッドに同期領域を設
けて１番目の値を初期値にセットし、各スレッドが同期
ポイントに到達したときに１番目の値を２番目に代入
（代入）して同期ポイントに到達した旨をセットする
と共に、同期領域の１番目とΣ２n先の同期領域の１番
目とを比較（比較）して等しいときに、Σ２n先のス
レッドの同期領域の１番目と２番目を比較（比較）し
て等しいときに１番目を３番目に代入（代入）して両
者のスレッドが併せて同期ポイントに到達している旨を
設定し、続いて、Σ２ｎ先のスレッドの１番目と３番目
を比較（比較）して等しい（当該スレッドと前のスレ
ッドとが併せて同期ポイントに到達していることが判
明）を繰り返し、全てのスレッドが同期ポイントに到達
しているか否かを全てのスレッドが並列にチェックして
負荷分散を図ることが可能となると共に、重複したチェ
ックを可及的に少なくし処理量を少なくして同期処理を
実行することが可能となる。As described above, the synchronization area is provided in each thread, the first value is set to the initial value, and when each thread reaches the synchronization point, the first value is assigned to the second value. That the synchronization point has been reached, and when the first synchronization area and the synchronization area that is Σ2 n ahead are compared (compared), the first synchronization area of the thread that is Σ2 n ahead is equal. And the second is compared (compared), and when they are equal, the first is assigned to the third (substitution) to set that both threads have reached the synchronization point together, and then Σ2 n The first and third threads are compared (compared) and equalized (it is found that the thread and the previous thread have reached the synchronization point together), and all threads have reached the synchronization point. Whether or not all threads It becomes possible to check the column achieving load balancing, duplicate checked with less as possible less processing amount becomes possible to execute the synchronization process.
【００３２】図４は、本発明の説明図を示す。これは、
既述した同期領域の例を模式的に示す。同期領域２１
は、図示のように、log2（スレッド数）＋１のビットを
持つ同期フラグを持つ領域であって、スレッド数分だけ
設ける。この際、キャッシュメモリで同時にアクセスで
きるサイズ（キャッシュライン）毎に設け、全てのスレ
ッド用の同期領域２１がヒットするように設定する。こ
れにより、後述する図５のスレッド１，２，３，４，５
用の同期領域１，２，３，４，５がそれぞれキャッシュ
メモリ上に常駐してヒットし、同期領域２１について、
代入、比較、比較、代入、比較、代入、
比較などの処理を高速処理することが可能となる。FIG. 4 shows an explanatory diagram of the present invention. this is,
An example of the synchronization area described above is schematically shown. Synchronization area 21
Is a region having a synchronization flag having a bit of log2 (the number of threads) +1 as shown, and is provided for the number of threads. At this time, the cache memory is provided for each size (cache line) that can be accessed simultaneously, and is set so that the synchronization areas 21 for all threads are hit. As a result, threads 1, 2, 3, 4, 5 of FIG.
Synchronization areas 1, 2, 3, 4, and 5 respectively reside in the cache memory and hit, and the synchronization area 21
Assignment, comparison, comparison, assignment, comparison, assignment,
High speed processing such as comparison can be performed.
【００３３】図５は、本発明の動作説明図を示す。図示
の構成は、スレッド１，２，３，４，５の５つのスレッ
ドが並列処理を行い、スレッド１，２，３，４，５用と
して同期領域１，２，３，４，５を初期状態（１回目）
に割り当てた状態（２回目は例えばスレッド１、２，
３，４，５に、同期領域３，４，５，１，２を割り当て
るというように変更（既述した図３のＳ２２、Ｓ２
３））する。また、図中のからは、既述した図３の
からにそれぞれ対応する。FIG. 5 shows an operation explanatory diagram of the present invention. In the illustrated configuration, five threads 1, 2, 3, 4, 5 perform parallel processing, and the synchronization areas 1, 2, 3, 4, 5 are initialized for the threads 1, 2, 3, 4, 5. State (first time)
State (the second time, for example, threads 1, 2,
The synchronization areas 3, 4, 5, 1 and 2 are assigned to 3, 4, and 5 (S22 and S2 in FIG.
3)) Do. Further, from in the figure correspond to those in FIG.
【００３４】図５の（ａ）は、初期状態を示す。この状
態では、スレッド１，２，３，４，５には、同期領域
１，２，３，４，５をそれぞれ割り当て、先頭のビット
（フラグ）に○（例えば”１”）を図示のようにそれぞ
れ設定する。FIG. 5A shows the initial state. In this state, the synchronization areas 1, 2, 3, 4, 5 are assigned to the threads 1, 2, 3, 4, 5 respectively, and the leading bit (flag) is indicated by ◯ (for example, “1”). Set to each.
【００３５】図５の（ａ）において、代入は、既述し
た図３のＳ１３のＹＥＳでスレッドが同期ポイントに到
達したときに、Ｓ１４で１番目の値を２番目に代入する
様子を示す。これにより、各スレッドが同期ポイントに
到達したときに、同期領域の１番目の値を２番目に代入
してその旨が設定されることとなる。In FIG. 5 (a), the substitution indicates a state in which the first value is substituted into the second value in S14 when the thread reaches the synchronization point with YES in S13 of FIG. As a result, when each thread reaches the synchronization point, the first value in the synchronization area is substituted into the second value and that effect is set.
【００３６】図５の（ｂ）は、比較、比較、代入
の様子を示す。図５の（ｂ）において、比較は、既述
した図３のＳ１５で同期領域の１番目とΣ２ｎ（ｎ＝
０）先のスレッド、例えばスレッド１がスレッド１用の
同期領域１の１番目の値と、スレッド２用の同期領域２
の１番目の値とを比較する。等しいときに、比較に進
む。FIG. 5B shows the states of comparison, comparison, and substitution. In FIG. 5B, the comparison is performed by comparing the first synchronization area and Σ2 n (n = n ) in S15 of FIG.
0) The previous thread, for example, thread 1 has the first value of the synchronization area 1 for thread 1 and the synchronization area 2 for thread 2
Compare with the first value of. When they are equal, proceed to comparison.
【００３７】比較は、既述した図３のＳ１６、Ｓ１７
でΣ２ｎ（ｎ＝０）先の例えばスレッド２用の同期領域
２の１番目の値と、２番目の値を比較する。等しいとき
（スレッド２が同期ポイントに到達していると判明）
に、既述した図３のＳ１８に進み、全てのスレッドが同
期ポイントに到達していたとき（ｎ＝ｌｏｇ２（スレッ
ド数）（小数点以下繰り上げ）となった場合）は終了
し、到達していないときは次の代入に進む。The comparison is made with S16 and S17 shown in FIG.
Then, the first value and the second value of the synchronization area 2 for the thread 2, which is Σ2 n (n = 0) ahead, are compared. When equal (thread 2 is found to have reached the sync point)
Then, the process proceeds to S18 of FIG. 3 described above, and when all the threads have reached the synchronization point (when n = log2 (the number of threads) (rounded up to the decimal point)), the process ends and has not arrived. When, proceed to the next substitution.
【００３８】代入は、既述した図３のＳ１９でΣ２ｎ
（ｎ＝０）先の例えばスレッド２用の同期領域２の１番
目の値を、３番目に代入し、この例では、スレッド１，
２の両者が併せて同期ポイントに到達している旨を設定
する。The substitution is Σ2 n in S19 of FIG. 3 described above.
(N = 0) For example, the first value of the synchronization area 2 for the thread 2 is substituted into the third value.
It is set that both 2 have reached the synchronization point together.
【００３９】図５の（ｃ）は、比較の様子を示す。図
５の（ｃ）において、比較は、既述した図３の２回目
のＳ２０でΣ２ｎ（ｎ＝１）先の例えばスレッド４用の
同期領域４の３番目の値と、１番目の値を比較する。等
しいとき（スレッド４と直前のスレッド３が同期ポイン
トに到達していると判明）に、既述した図３のＳ１８に
進み、全てのスレッドが同期ポイントに到達していたと
き（ｎ＝ｌｏｇ２（スレッド数）（小数点以下繰り上
げ）となった場合）は終了し、到達していないときは次
の代入に進む。FIG. 5C shows the state of comparison. In (c) of FIG. 5, the comparison is performed with the third value and the first value of the synchronization area 4 for, for example, the thread 4 that is Σ2 n (n = 1) ahead in the second S20 of FIG. To compare. When equal (when it is found that the thread 4 and the immediately preceding thread 3 have reached the synchronization point), the process proceeds to S18 of FIG. 3 described above, and when all the threads have reached the synchronization point (n = log2 ( The number of threads) (when the number is rounded up to the right of the decimal point) is terminated, and if not reached, the process proceeds to the next assignment.
【００４０】代入は、代入と同様に、既述した図３
のＳ１９でΣ２ｎ（ｎ＝１）先の例えばスレッド４用の
同期領域４の１番目の値を、４番目に代入する。図５の
（ｄ）は、比較の様子を示す。The substitution is similar to the substitution shown in FIG.
In S19, the first value of the synchronization area 4 for Σ2 n (n = 1) ahead, for example, the thread 4 is substituted into the fourth value. FIG. 5D shows the state of comparison.
【００４１】図５の（ｄ）において、比較は、既述し
た図３の２回目のＳ２０でΣ２ｎ（ｎ＝２）先の例えば
スレッド３用の同期領域３の４番目の値と、１番目の値
を比較する。等しいときに、既述した図３のＳ１８に進
み、全てのスレッドが同期ポイントに到達していたとき
（ｎ＝ｌｏｇ２（スレッド数）（小数点以下繰り上げ）
となった場合）は終了する。In (d) of FIG. 5, the comparison is performed with the fourth value of the synchronization area 3 for the thread 3, which is Σ2 n (n = 2) ahead in the second S20 of FIG. Compare the th value. When they are equal, the process proceeds to S18 of FIG. 3 described above, and when all threads have reached the synchronization point (n = log2 (number of threads) (rounded up to the right of the decimal point)
If it becomes), the process ends.
【００４２】（付記１）複数スレッドの並列処理を管理
する同期プログラムにおいて、複数スレッドに対応づけ
てそれぞれの同期領域を設ける手段と、各スレッドが同
期ポイントに到達したときに、自己用の上記同期領域に
同期ポイントに到達した旨をセットした後、一定方向の
所定位置の他のスレッドの同期領域を参照して同期ポイ
ントに到達していると判明したときに両者のスレッドが
併せて同期ポイントに到達した旨を当該同期領域にセッ
トし、全てのスレッドが同期ポイントに到達していたと
きに同期完了と判断して処理を再開し、全てのスレッド
が同期ポイントに到達していないときに、更に、一定方
向の所定位置の他のスレッドの同期領域について繰り返
す手段として機能させるための同期プログラム。(Supplementary Note 1) In a synchronization program for managing parallel processing of a plurality of threads, means for providing respective synchronization areas in association with the plurality of threads, and the above-mentioned synchronization for its own use when each thread reaches a synchronization point. After setting that the synchronization point has been reached in the area, when it is found that the synchronization point has been reached by referring to the synchronization area of another thread at a predetermined position in a certain direction, both threads collectively set the synchronization point. The fact that it has arrived is set in the relevant synchronization area, when all threads have reached the synchronization point, it is judged that synchronization has been completed and processing is restarted, and when all threads have not reached the synchronization point, further , A synchronization program that functions as a means for repeating the synchronization area of another thread at a predetermined position in a certain direction.
【００４３】（付記２）各同期領域をキャッシュメモリ
の異なるキャッシュラインにそれぞれ割り当てたことを
特徴とする付記１記載の同期プログラム。(Supplementary Note 2) The synchronization program according to Supplementary Note 1, wherein each synchronization area is assigned to a different cache line of the cache memory.
【００４４】（付記３）上記一定方向の所定位置とし
て、２N (Ｎ＝０，１，２・・・）としたことを特徴と
する付記１あるいは付記２記載の同期プログラム。(Supplementary note 3) The synchronization program according to Supplementary note 1 or Supplementary note 2, wherein 2 N (N = 0, 1, 2, ...) Is set as the predetermined position in the fixed direction.
【００４５】（付記４）複数スレッドの並列処理を管理
する同期方法において、複数スレッドに対応づけてそれ
ぞれの同期領域を設けるステップと、各スレッドが同期
ポイントに到達したときに、自己用の上記同期領域に同
期ポイントに到達した旨をセットした後、一定方向の所
定位置の他のスレッドの同期領域を参照して同期ポイン
トに到達していると判明したときに両者のスレッドが併
せて同期ポイントに到達した旨を当該同期領域にセット
し、全てのスレッドが同期ポイントに到達していたとき
に同期完了と判断して処理を再開し、全てのスレッドが
同期ポイントに到達していないときに、更に、一定方向
の所定位置の他のスレッドの同期領域について繰り返す
ステップとを有する同期方法。(Supplementary Note 4) In a synchronization method for managing parallel processing of a plurality of threads, a step of providing respective synchronization areas in association with a plurality of threads, and the above-mentioned synchronization for its own use when each thread reaches a synchronization point After setting that the synchronization point has been reached in the area, when it is found that the synchronization point has been reached by referring to the synchronization area of another thread at a predetermined position in a certain direction, both threads collectively set the synchronization point. The fact that it has arrived is set in the relevant synchronization area, when all threads have reached the synchronization point, it is judged that synchronization has been completed and processing is restarted, and when all threads have not reached the synchronization point, further , Repeating with respect to a synchronization area of another thread at a predetermined position in a certain direction.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スレッド毎に同期領域を設けて各スレッドが同期ポイン
トに到達したときに設定すると共に一定方向の他のスレ
ッドの同期領域を参照して同期ポイントに到達していた
ときに両者を併せた同期設定を行うことを並列に繰り返
し、全スレッドが同期ポイントに到達と判明したときに
全スレッドが処理再開する構成を採用しているため、全
スレッドが参照、設定を並列に行って負荷分散すると共
にキャッシュミスを低減して並列高速処理を実現するこ
とが可能となる。As described above, according to the present invention,
Set a synchronization area for each thread and set it when each thread reaches the synchronization point, and also refer to the synchronization area of another thread in a certain direction and set the synchronization settings for both when it reaches the synchronization point. By repeating the process in parallel, all threads resume processing when it is determined that all threads have reached the synchronization point, so all threads perform parallel reference and settings to distribute the load and cache misses. It is possible to realize parallel high-speed processing by reducing.
【図１】本発明のシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram of the present invention.
【図２】本発明の全体フローチャートである。FIG. 2 is an overall flowchart of the present invention.
【図３】本発明の動作説明フローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the present invention.
【図４】本発明の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of the present invention.
【図５】本発明の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the present invention.
【図６】従来技術の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional technique.
１、２：スレッド １２：同期処理ルーチン １３：代入手段 １４：比較手段 １５：終了判定手段 １６：変更手段 ２１：同期領域 1, 2: Thread 12: Synchronous processing routine 13: Substitution means 14: Comparison means 15: End determination means 16: Change means 21: Sync area
Claims (3)
ログラムにおいて、 複数スレッドに対応づけてそれぞれの同期領域を設ける
手段と、 各スレッドが同期ポイントに到達したときに、自己用の
上記同期領域に同期ポイントに到達した旨をセットした
後、一定方向の所定位置の他のスレッドの同期領域を参
照して同期ポイントに到達していると判明したときに両
者のスレッドが併せて同期ポイントに到達した旨を当該
同期領域にセットし、全てのスレッドが同期ポイントに
到達していたときに同期完了と判断して処理を再開し、
全てのスレッドが同期ポイントに到達していないとき
に、更に、一定方向の所定位置の他のスレッドの同期領
域について繰り返す手段として機能させるための同期プ
ログラム。1. A synchronization program for managing parallel processing of a plurality of threads, a means for providing each synchronization area in association with a plurality of threads, and a synchronization area for its own use when each thread reaches a synchronization point. After setting that the synchronization point was reached, when both threads reached the synchronization point when it was found that the synchronization point was reached by referring to the synchronization area of another thread at a predetermined position in a certain direction To that effect in the synchronization area, when all threads have reached the synchronization point, it is determined that synchronization is complete and processing is restarted.
A synchronization program for functioning as a means for repeating the synchronization area of another thread at a predetermined position in a certain direction when all threads have not reached the synchronization point.
＝０，１，２・・・）としたことを特徴とする請求項１
あるいは請求項２記載の同期プログラム。2. The predetermined position in the fixed direction is 2 N (N
= 0, 1, 2 ...).
Alternatively, the synchronization program according to claim 2.
法において、 複数スレッドに対応づけてそれぞれの同期領域を設ける
ステップと、 各スレッドが同期ポイントに到達したときに、自己用の
上記同期領域に同期ポイントに到達した旨をセットした
後、一定方向の所定位置の他のスレッドの同期領域を参
照して同期ポイントに到達していると判明したときに両
者のスレッドが併せて同期ポイントに到達した旨を当該
同期領域にセットし、全てのスレッドが同期ポイントに
到達していたときに同期完了と判断して処理を再開し、
全てのスレッドが同期ポイントに到達していないとき
に、更に、一定方向の所定位置の他のスレッドの同期領
域について繰り返すステップとを有する同期方法。3. A synchronization method for managing parallel processing of a plurality of threads, wherein each synchronization area is provided in association with a plurality of threads, and when each thread reaches a synchronization point, the synchronization area for its own use is created. After setting that the synchronization point was reached, when both threads reached the synchronization point when it was found that the synchronization point was reached by referring to the synchronization area of another thread at a predetermined position in a certain direction To that effect in the synchronization area, when all threads have reached the synchronization point, it is determined that synchronization is complete and processing is restarted.
When all threads have not reached the synchronization point, further repeating for the synchronization area of another thread at a predetermined position in a certain direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001304027A JP2003108392A (en) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | Synchronous program and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001304027A JP2003108392A (en) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | Synchronous program and method therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003108392A true JP2003108392A (en) | 2003-04-11 |
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ID=19124015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001304027A Withdrawn JP2003108392A (en) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | Synchronous program and method therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003108392A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011134145A (en) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Fujitsu Ltd | Multithread processing method and multithread processor |
| WO2012086041A1 (en) * | 2010-12-22 | 2012-06-28 | 富士通株式会社 | Synchronous processing method |
| US9626230B2 (en) | 2013-09-11 | 2017-04-18 | Fujitsu Limited | Processor and control method of processor |
| US11829806B2 (en) | 2019-04-23 | 2023-11-28 | Fujitsu Limited | High-speed barrier synchronization processing that includes a plurality of different processing stages to be processed stepwise with a plurality of registers |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001304027A patent/JP2003108392A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
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