JP2022131311A - ベクトル演算装置、ベクトル演算方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 乱数を使用する演算のベクトル処理化を可能にするベクトル演算技術を提供する。【解決手段】 本開示の一態様に係るベクトル演算装置２０４は、ベクトル命令を受け付けるベクトル命令受付部２０４０と、乱数を発生させ発生した前記乱数を供給する乱数発生部２０４４と、受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、前記乱数が供給されるよう制御するベクトル演算制御部２０４１と、を備える。【選択図】 図１

Description

本開示はベクトル演算技術に関する。

一般的な磁性体の振る舞いをシミュレートするためのイジング模型処理は、演算の途中において得られた値に依存する確率で乱数的に値を変化させる処理を伴う。

特許文献１には、ニューラルネットワークにおいて乱数を利用する並列処理の例が記載されている。特許文献１の技術では、オペランドを直接改変し、複数の演算パスに同一のデータを送り込み、並列処理を行う。

特開２０１９－０７９５２４号公報

ベクトル型計算装置において、演算の途中において得られた値に依存する確率で乱数的に値を変化させる処理を行う場合、要素ごとの値への依存性によって処理のベクトル処理化が阻害される。そのため、このような処理をベクトル型計算装置において行っても、ベクトル処理による性能の向上は得られない。

特許文献１に記載されている処理は、ベクトル型計算装置によって実行されることが想定されていないため、演算の途中において得られた値に依存する確率で乱数的に値を変化させる処理のベクトル処理化の阻害を解消できない。演算の途中において得られた値に依存する確率で乱数的に値を変化させる処理のベクトル処理化は、例えば、乱数を使用する演算のベクトル処理化によって可能になる。

本開示の目的の一つは、乱数を使用する演算のベクトル処理化を可能にするベクトル演算技術を提供することである。

本開示の一態様に係るベクトル演算装置は、ベクトル命令を受け付けるベクトル命令受付手段と、乱数を発生させ発生した前記乱数を供給する乱数発生手段と、受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、前記乱数が供給されるよう制御するベクトル演算制御手段と、を備える。

本開示の一態様に係るベクトル演算方法は、ベクトル命令を受け付け、乱数を発生させ、受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、発生した前記乱数が供給されるよう制御する。

本開示の一態様に係るプログラムは、ベクトル命令を受け付けるベクトル命令受付処理と、乱数を発生させ発生した前記乱数を供給する乱数発生処理と、受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、前記乱数が供給されるよう制御するベクトル演算制御処理と、をコンピュータに実行させる。本開示の一態様は、上述のプログラムを記憶する記憶媒体によっても実現される。

本開示には、乱数を使用する演算のベクトル処理化を可能にするという効果がある。

図１は、本開示の第１の実施形態に係るベクトル演算装置の構成の例を表すブロック図である。 図２は、本開示の第１の実施形態に係るベクトル演算装置の動作の例を表すフローチャートである。 図３は、イジング模型処理のアルゴリズムのソースコードの一例を模式的に表す図である。 図４は、本開示の第２の実施形態に係るプロセッサの構成の例を表すブロック図である。 図５は、本開示の第２の実施形態に係るベクトル命令処理部の構成の例を表すブロック図である。 図６は、本開示の第２の実施形態に係るプロセッサのベクトル命令処理部１０４の動作の一例を表すフローチャートである。 図７は、本開示の第２の実施形態に係るプロセッサのベクトル命令処理部１０４のベクトル演算命令実行処理の動作の一例を表すフローチャートである。 図８は、ベクトル計算機のためのアセンブリ言語記述の例を表す図である。 図９は、本開示の実施形態に係る演算装置を実現することができる、コンピュータのハードウェア構成の一例を表す図である。

本開示の実施形態の説明の前に、二種類のスピンの状態を、＋１及び－１によって表すケースにおいて、メトロポリス法などを適用した場合、上述のイジング模型処理のアルゴリズムについて説明する。

図３は、イジング模型処理のアルゴリズムのソースコードの一例を模式的に表す図である。このアルゴリズムにおいては、ハミルトニアンとして、式Ｈ＝－Ａｊ＊Σ｛近傍スピン｝－Ｂ＊｛自スピン｝によって表される２次元のＨが用いられる。この式において、Ａｊは相互作用を表し、Ｂは磁場を表す。このアルゴリズムは、それぞれの要素において自スピンの反転に伴うエネルギーの最小化又は最大化を目的とし、それぞれのスピン状態をある程度乱数的に変化させながら操作し、最終解を求める。その際行われる計算は、基本的にはベクトル化に親和するアクセスパタンを持っているものの、途中演算結果に依存する確率で乱数的にスピン状態を変化させるという処理を伴う。図３に示す例では、ブロックＡの処理が、上述の処理に対応する。ブロックＡ０において、生成した乱数が途中演算結果の大きさと比較され、比較の結果に基づいて次のループにおけるスピンの反転の有無が決定されている。図３に示すアルゴリズムでは、このような要素毎の値依存性が、ベクトル化を阻害している。そのため、このようなアルゴリズムではベクトル処理による性能向上を享受することができなかった。

＜第１の実施形態＞
まず、本開示の第１の実施形態について、図面を使用して詳細に説明する。

＜構成＞
図１は、本開示の第１の実施形態に係るベクトル演算装置２０４の構成の例を表すブロック図である。本実施形態のベクトル演算装置２０４は、後述の実施形態のベクトル命令処理部１０４に対応する。図１に示す例では、本実施形態のベクトル演算装置２０４は、ベクトル命令受付部２０４０と、乱数発生部２０４４と、ベクトル演算制御部２０４１とを含む。

ベクトル命令受付部２０４０は、ベクトル命令を受け付ける。乱数発生部２０４４は、乱数を発生させ、発生した乱数を要素として含む乱数ベクトルを供給する。

ベクトル演算制御部２０４１は、受け付けられたベクトル命令が、乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、ベクトル命令を実行する演算部に、乱数ベクトルが供給されるように制御する。この演算部は、後述の実施形態における乗加算器１０４６に対応する。本開示の実施形態の説明では、乱数を使用するベクトル乱数命令とは、具体的には、少なくとも乱数を対象とするベクトル処理の命令（すなわち、ベクトル命令）である。さらに具体的には、ベクトル乱数命令は、少なくとも乱数のベクトルである乱数ベクトルを対象とするベクトル処理の命令であるベクトル命令を指す。乱数ベクトルの要素の値は、必ずしも同一の値ではない。乱数ベクトルが要素として含む乱数は、例えば、独立に発生された乱数であってよい。本開示の乱数は、いわゆる疑似乱数であってもよい。

ベクトル命令受付部２０４０は、後述の実施形態のベクトル命令受付部２０４０に対応する。ベクトル演算制御部２０４１は、後述の実施形態のベクトル演算制御部１０４１に対応する。乱数発生部２０４４は、後述の実施形態の乱数発生器１０４４に対応する。乱数発生部２０４４は、さらに、後述の実施形態の選択回路１０４５に対応していてもよい。

＜動作＞
図２は、本開示の第１の実施形態に係るベクトル演算装置２０４の動作の例を表すフローチャートである。図２に示す例では、ベクトル命令受付部２０４０が、ベクトル命令を受け取る（ステップＳ１０１）。次に、ベクトル演算制御部２０４１が、受け付けられたベクトル命令の種類を判定する（ステップＳ１０２）。ベクトル命令が、乱数を使用するベクトル命令である、ベクトル乱数命令である場合（ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、乱数発生部２０４４は、乱数を発生させ乱数ベクトルを生成する（ステップＳ１０４）。ベクトル演算制御部１０４１は、受け付けられたベクトル命令の処理を実行する演算部に乱数ベクトルが供給されるように制御する（ステップＳ１０５）。受け付けられたベクトル命令がベクトル乱数命令ではない場合（ステップＳ１０３においてＮＯ）、ベクトル演算装置２０４は、図２に示す動作を終了する。

なお、ベクトル演算装置２０４は、図２に示す動作の他に、ベクトル命令を受け取った場合に一般的なベクトル演算器が行う動作を行ってよい。具体的には、ベクトル演算装置２０４は、ベクトル命令をベクトル命令受付部１０４０から受取、受け取ったベクトル命令を演算部に渡してよい。加えて、ベクトル演算装置２０４は、ベクトル演算装置２０４に含まれるベクトルレジスタに格納された、受け取ったベクトル命令が使用するデータが、演算部に供給されるように制御してもよい。

＜効果＞
本実施形態には、乱数を使用する演算のベクトル処理化を可能にするという効果がある。その理由は、ベクトル演算制御部２０４１が、受け付けられたベクトル命令が、乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、ベクトル命令を実行する演算部に、乱数ベクトルが供給されるように制御するからである。

＜第２の実施形態＞
次に、本開示の第２の実施形態について図面を使用して詳細に説明する。

＜構成＞
図４は、本開示の第２の実施形態に係るプロセッサ１０の構成の例を表すブロック図である。図４に示す範囲では、本実施形態のプロセッサ１０は、一般的なベクトルプロセッサの構成を持つ。また、プロセッサ１０は、メモリ２０と接続されている。なお、本実施形態のプロセッサ１０の構成は、図４に示す例に限られない。例えば、プロセッサ１０とメモリ２０との間に、追加のキャッシュ階層又はメモリネットワークなどが存在していてもよい。

プロセッサ１０は、フェッチ・デコード部１０２と、スケジューラ１０３と、ベクトル命令処理部１０４と、メモリアクセス命令処理部１０５と、スカラ演算命令処理部１０６と、分岐命令処理部１０７と、スカラレジスタ１１０とを含む。プロセッサ１０は、Ｌ１（Ｌｅｖｅｌ １）キャッシュとして、Ｌ１命令キャッシュ１０１と、Ｌ１データキャッシュ１０８とを含む。また、プロセッサ１０は、さらに、Ｌ２キャッシュ１０９を含む。

Ｌ１命令キャッシュ１０１は、命令コードをキャッシュする。フェッチ・デコード部１０２は、命令キャッシュ１０１から命令コードを取り出し、取り出した命令コードのデコード及びレジスタリネーミングを行い、デコード及びレジスタ理ネーミングによって得られた命令をスケジューラ１０３に送る。スケジューラ１０３は、受け取った命令に対して一般的なリオーダバッファやリザベーションステーション動作を行う。スケジューラ１０３は、実行可能となった命令を、その命令の種別に従って、ベクトル命令処理部１０４、メモリアクセス命令処理部１０５、スカラ演算命令処理部１０６、分岐命令処理部１０７のうち、いずれか１つ又は複数に送出する。

メモリアクセス命令処理部１０５は、スカラロード及びスカラストアなどの命令を処理する。メモリアクセス命令処理部１０５は、一般的なスカラプロセッサの、ロード命令及びストア命令を処理するメモリアクセス命令処理部と同等である。メモリアクセス命令処理部１０５は、Ｌ１データキャッシュ１０８に対する、ロード及びストアのアクセスを実施する。

Ｌ１データキャッシュ１０８は、スカラ処理用のデータをキャッシュする。Ｌ１データキャッシュ１０８は、Ｌ１データキャッシュ１０８に格納されているデータの状況が所定の条件を満たした場合に、Ｌ２キャッシュ１０９に対するデータの要求を行う。Ｌ１データキャッシュ１０８からのＬ２キャッシュ１０９に対するデータの要求は、Ｌ２キャッシュ１０９に格納されているデータを読み出し、読み出されたデータをＬ１データキャッシュ１０８に送信する要求である。Ｌ１データキャッシュ１０８は、Ｌ１データキャッシュ１０８に格納されているデータの状況が他の所定の条件を満たした場合に、Ｌ２キャッシュ１０９へのデータの書き出しを行う。Ｌ２キャッシュ１０９へのデータの書き出しは、Ｌ１データキャッシュ１０８に格納されているデータを読み出し、読み出されたデータをＬ２キャッシュ１０９に書き込むことである。Ｌ１データキャッシュ１０８がＬ２キャッシュ１０９に対するデータの要求を行う条件、及び、Ｌ１データキャッシュ１０８がＬ２キャッシュ１０９へのデータの書き出しを行う条件は、それぞれ、あらかじめ適宜定められていてよい。

Ｌ２キャッシュ１０９は、スカラデータ及びベクトルデータの双方を記憶できる。Ｌ２キャッシュ１０９は、Ｌ１データキャッシュ１０８からの要求に従って、データの読み書きを行う。具体的には、Ｌ２キャッシュ１０９は、Ｌ１データキャッシュ１０８からのデータの読み出しの要求に従って、記憶しているデータを読み出し、読み出されたデータをＬ１データキャッシュ１０８に送出する。Ｌ２キャッシュ１０９は、Ｌ１データキャッシュ１０８からのデータの書き込みの要求に従って、Ｌ１データキャッシュ１０８からデータを受け取り、受け取ったデータを記憶する。Ｌ２キャッシュ１０９は、ベクトル命令処理部１０４からの要求に従って、データの読み書きを行う。具体的には、Ｌ２キャッシュ１０９は、ベクトル命令処理部１０４からのデータの読み出しの要求に従って、記憶しているデータを読み出し、読み出されたデータをベクトル命令処理部１０４に送出する。Ｌ２キャッシュ１０９は、ベクトル命令処理部１０４からのデータの書き込みの要求に従って、ベクトル命令処理部１０４からデータを受け取り、受け取ったデータを記憶する。

Ｌ２キャッシュ１０９は、記憶しているデータの状況に応じて、メモリ２０に対するデータの読み書きの要求を行う。具体的には、Ｌ２キャッシュ１０９は、記憶しているデータの状況が所定の条件を満たす場合、Ｌ２キャッシュ１０９は、記憶しているデータをメモリ２０に書き込む。Ｌ２キャッシュ１０９は、記憶しているデータの状況が他の所定の条件を満たす場合、Ｌ２キャッシュ１０９は、メモリ２０に格納されているデータを読み出す。これらの所定の条件は、あらかじめ適宜定められていてよい。Ｌ２キャッシュ１０９に関する所定の条件は、Ｌ１データキャッシュに関する所定の条件と異なっていてよい。

スカラ演算命令処理部１０６は、スケジューラ１０３からスカラ加算、スカラ減算、論理演算、特殊処理などの命令を受け取り、受け取った、スカラ加算、スカラ減算、論理演算、特殊処理などの命令を実行する。

分岐命令処理部１０７は、スケジューラ１０３から分岐命令を受け取り、受け取った分岐命令を実行する。

スカラレジスタ１１０は、一般的なスカラプロセッサにおけるレジスタと同等である。スカラレジスタ１１０は、一般的なスカラプロセッサにおけるレジスタと同様に使用される。後で説明する例では、スカラレジスタ１１０は、１２８本の、６４ビット幅のレジスタを含む。以下の例では、これらのレジスタを、それそれ、ＳＲ０～ＳＲ１２７と表記する。なお、スカラレジスタ１１０の構成は、この例に限定されない。

ベクトル命令処理部１０４は、ベクトルメモリアクセス命令及びベクトル演算命令などをスケジューラ１０３からバス１０４００を介して受け取り、受け取ったベクトルメモリアクセス命令及びベクトル演算命令などを実行する。バス１０４００は、スケジューラ１０３とベクトル命令処理部１０４とを接続するバスである。受け取った命令が、ベクトルのメモリロード命令又はベクトルのストア命令である場合、ベクトル命令処理部１０４は、バス１０４０１を介して、Ｌ２キャッシュ１０９又はメモリ２０に対するメモリアクセス処理を実施する。バス１０４０１は、ベクトル命令処理部１０４とＬ２キャッシュ１０９とを接続するバスである。ベクトル演算命令は、例えば、ベクトル加算命令及びベクトル減算命令などである。

以下では、本実施形態のベクトル命令処理部１０４について詳細に説明する。

図５は、本開示の第２の実施形態に係るベクトル命令処理部１０４の構成の例を表すブロック図である。図５に示す例では、ベクトル命令処理部１０４は、ベクトル命令受付部１０４０と、ベクトル演算制御部１０４１と、ベクトルレジスタ１０４２と、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３と、乱数発生器１０４４と、選択回路１０４５と、乗加算器１０４６とを含む。

ベクトル命令受付部１０４０は、バス１０４００を介してスケジューラ１０３からベクトル命令を受け付ける。ベクトル命令受付部１０４０は、受け付けたベクトル命令の種別に応じて、受け取ったベクトル命令の送り先を、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３及びベクトル演算制御部１０４１から決定する。ベクトル命令受付部１０４０は、決定した送り先に、受け付けたベクトル命令を送る。

具体的には、受け付けたベクトル命令の種別が、例えば、ベクトルメモリアクセスである場合、ベクトル命令受付部１０４０は、受け付けたベクトル命令をベクトルメモリアクセス制御部１０４３に送る。本実施形態の説明では、ベクトルメモリアクセスは、ベクトルレジスタ１０４２と、Ｌ２キャッシュ１０９又はメモリ２０との間でデータのやり取りを行う命令の種別である。種別がベクトルメモリアクセスである命令は、具体的には、例えば、ベクトルレジスタ１０４２のデータをＬ２キャッシュ１０９又はメモリ２０に書き出す命令と、Ｌ２キャッシュ１０９又はメモリ２０のデータをベクトルレジスタ１０４２に読み込む命令とを含む。以下では、種別がベクトルメモリアクセスである命令を、ベクトルメモリアクセス命令とも表記する。

また、受け付けたベクトル命令の種別が、例えば、ベクトル演算である場合、ベクトル命令受付部１０４０は、受け付けたベクトル命令をベクトル演算制御部１０４１に送る。本実施形態の説明では、ベクトル演算は、例えば、ベクトル加算及びベクトル減算を含む、ベクトルの演算の命令の種別である。以下では、種別がベクトル演算である命令を、ベクトル演算命令とも表記する。

ベクトルメモリアクセス制御部１０４３は、ベクトル命令受付部１０４０からベクトルメモリアクセス命令を受け取ると、受け取った命令に従って、ベクトルレジスタ１０４２と、Ｌ２キャッシュ１０９又はメモリ２０との間のデータのやり取りを実行する。

ベクトルレジスタ１０４２は、一般的なベクトル計算機において実装されているベクトルレジスタと同等である。以下で説明する例では、ベクトルレジスタ１０４２は、６４セットのベクトルを含む。１セットのベクトルは、２５６要素の６４ビットのデータを記憶する。以下の例では、６４セットのベクトルを、それぞれ、ＶＲ０～ＶＲ６３と表記する。なお、ベクトルレジスタ１０４２の構成は、以上の例に限定されない。

ベクトル演算制御部１０４１は、ベクトル命令受付部１０４０から、種別がベクトル演算であるベクトル命令を受け取る。ベクトル演算制御部１０４１は、受け取ったベクトル命令による、ベクトル加算及びベクトル減算などのベクトル処理の実行を制御する。ベクトル演算制御部１０４１によるベクトル処理の実行の制御については、後で詳細に説明する。

乗加算器１０４６は、ベクトル処理を実行する。乗加算器１０４６は、例えば、一般的なＦＭＡ（Ｆｕｓｅｄ Ｍｕｌｔｉｐｌｙ－Ａｄｄ）演算器であってよい。乗加算器１０４６は、演算の結果をベクトルレジスタ１０４２に送る。ベクトルレジスタ１０４２に送られた演算の結果は、ベクトルレジスタ１０４２のレジスタ値の更新に用いられる。なお、本実施形態の例では、簡便化のため、ベクトル命令処理部１０４が単一の乗加算器１０４６を含む構成について説明する。しかし、ベクトル命令処理部１０４は、複数の乗加算器１０４６を含んでいてもよい。ベクトル命令処理部１０４は、他の論理演算用のハードウェア、及び、特殊演算用のハードウェアの、一方又は双方を含んでいてもよい。

乱数発生器１０４４は、乱数を生成する。乱数発生器１０４４は、指定された範囲の乱数を生成する。乱数発生器１０４４は、生成した乱数を選択回路１０４５に送る。乱数発生器１０４４は、具体的には、要素の値が乱数であるベクトルデータを生成し、生成したベクトルデータを選択回路１０４５に送ってよい。以下では、要素の値が乱数であるベクトルデータを、乱数ベクトルとも表記する。乱数ベクトルの要素は、例えば、必ずしも互いに同一にならないように生成した乱数であってよい。

選択回路１０４５は、乱数発生器１０４４が生成した乱数（具体的には、例えば、乱数ベクトル）と、ベクトルレジスタ１０４２から読み出された値（言い換えると、ベクトルデータ）と、を受け取る。選択回路１０４５は、ベクトル演算制御部１０４１による制御に従って、乱数発生器１０４４が生成した乱数と、ベクトルレジスタ１０４２から読み出された値と、から、乗加算器１０４６に入力される値を選択する。選択回路１０４５は、選択された値を、乗加算器１０４６に入力する。

図５に示す例では、乱数発生器１０４４が生成した乱数は、乱数発生器１０４４からバス１０４０５を介して選択回路１０４５に入力される。選択回路１０４５は、乱数発生器１０４４が生成した乱数を、バス１０４０５を介して乱数発生器１０４４から受け取る。ベクトルレジスタ１０４２から読み出された値は、バス１０４０４を介して選択回路１０４５に入力される。選択回路１０４５は、ベクトルレジスタ１０４２から読み出された値を、バス１０４０４を介して受け取る。選択回路１０４５は、バス１０４０６を介するベクトル演算制御部１０４１による制御のもとで、乗加算器１０４６に入力される値を選択する。ベクトル演算制御部１０４１による制御については、以下で詳述する。

ベクトル演算制御部１０４１は、ベクトル命令受付部１０４０から受け取ったベクトル命令が、乱数を使用するベクトル命令である場合、選択回路１０４５が、乱数発生器１０４４が生成した乱数が乗加算器１０４６に入力するよう制御する。乱数を使用するベクトル命令は、具体的には、例えば、上述の乱数ベクトルを対象とするベクトル命令、言い換えると、上述の乱数ベクトルが引数であるベクトル命令（すなわち、上述の、本開示の実施形態の説明ではベクトル乱数命令と表記される命令）である。

ベクトル演算制御部１０４１は、例えば、受け取ったベクトル命令がベクトル乱数命令である場合に、乱数発生器１０４４によって生成された乱数を乗加算器１０４６に入力する指示を表す信号を、バス１０４０６を介して選択回路１０４５に送出する。乱数発生器１０４４によって生成された乱数を乗加算器１０４６に入力する指示を表す信号を、以下では、乱数選択信号と表記する。選択回路１０４５は、バス１０４０６を介して乱数選択信号を受け取った場合に、乱数発生器１０４４によって生成された乱数を乗加算器１０４６に入力する。選択回路１０４５は、バス１０４０６を介して乱数選択信号を受け取った場合に、乱数発生器１０４４に、乱数を発生する指示を送信してもよい。この場合、乱数発生器１０４４は、乱数を発生する指示を選択回路１０４５から受け取った場合に、乱数を発生させ発生した乱数を、バス１０４０５を介して選択回路１０４５に送出する。

ベクトル演算制御部１０４１は、受け取ったベクトル命令がベクトル乱数命令ではない場合に、ベクトルレジスタ１０４２から読み出された値を乗加算器１０４６に入力する指示を表す信号を、バス１０４０６を介して選択回路１０４５に送出してもよい。ベクトルレジスタ１０４２から読み出された値を乗加算器１０４６に入力する指示を表す信号を、以下の説明では、レジスタデータ選択信号と表記する。この場合、選択回路１０４５は、バス１０４０６を介してレジスタデータ選択信号を受け取った場合に、ベクトルレジスタ１０４２から読み出された値を乗加算器１０４６に入力する。

ベクトル演算制御部１０４１は、受け取ったベクトル命令がベクトル乱数命令ではない場合に、レジスタデータ選択信号を選択回路１０４５に送出しなくてもよい。この場合、選択回路１０４５は、バス１０４０６を介して乱数選択信号を受け取っている場合に、乱数発生器１０４４によって生成された乱数を乗加算器１０４６に入力する。そして、選択回路１０４５は、バス１０４０５を介して乱数選択信号を受け取っている場合は、ベクトルレジスタ１０４２から読み出された値を乗加算器１０４６に入力する。

ベクトル演算制御部１０４１による制御は、以上の例に限られない。

ベクトル演算制御部１０４１は、バス１０４０４を介して、受け取ったベクトル命令を乗加算器１０４６に送出してもよい。ベクトル演算制御部１０４１は、受け取ったベクトル命令によって使用されるベクトルのデータが、ベクトルレジスタ１０４２から読み出され、バス１０４０３を介して乗加算器１０４６に入力されるように、ベクトルレジスタ１０４２を制御してもよい。

また、図５に示す例は、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３は、Ｌ２キャッシュ１０９又はメモリ２０からロードさしたデータを、ベクトルレジスタ１０４２に格納するように描かれている。ベクトルメモリアクセス制御部１０４３は、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３が、Ｌ２キャッシュ１０９又はメモリ２０からロードしたデータを、乗加算器１０４６に入力できるように構成されていてもよい。ベクトル命令処理部１０４が、別の演算器を含んでいる場合、別の演算器の出力が乗加算器１０４６に入力されてもよい。

ベクトルメモリアクセス制御部１０４３は、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３が、Ｌ２キャッシュ１０９又はメモリ２０からロードしたデータを、選択回路１０４５に入力するように構成されていてもよい。その場合、選択回路１０４５は、ベクトルレジスタ１０４２及び乱数発生器１０４４からの出力だけでなく、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３が、Ｌ２キャッシュ１０９又はメモリ２０からロードしたデータを、入力として受け付ける。ベクトルメモリアクセス制御部１０４３は、別の演算器の出力が、選択回路１０４５に入力されるように構成されていてもよい。その場合、選択回路１０４５は、別の演算器の出力を、入力としてさらに受け付ける。これらの場合も、選択回路１０４５は、ベクトル演算制御部１０４１による制御のもとで、入力として受け付けたデータから、乗加算器１０４６に入力するデータを選択し、選択したデータを乗加算器１０４６に入力する。ベクトル演算制御部１０４１は、受け付けたベクトル命令によって使用されるデータが、選択回路１０４５によって選択され乗加算器１０４６に入力されるよう、バス１０４０６を介して選択回路１０４５に送出する信号によって選択回路１０４５を制御する。

＜動作＞
図６は、本開示の第２の実施形態に係るプロセッサ１０のベクトル命令処理部１０４の動作の一例を表すフローチャートである。図６に示す動作は、ベクトル命令処理部１０４がベクトル命令を受け付けた場合の、そのベクトル命令を処理する動作の例である。

図６に示す例では、まず、ベクトル命令受付部１０４０が、ベクトル命令を受け付ける（ステップＳ２０１）。ベクトル命令受付部１０４０は、受け付けたベクトル命令の種類（言い換えると、種別）を判定する（ステップＳ２０２）。判定されたベクトル命令の種別がベクトルメモリアクセスである場合（ステップＳ２０３においてＹＥＳ）、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３が、ベクトルメモリアクセスのベクトル命令を実行する（ステップＳ２０４）。言い換えると、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３が、種別がベクトルメモリアクセスであるベクトル命令によって表される、Ｌ２キャッシュ１０９又はメモリ２０からデータの読出しを行う。

判定されたベクトル命令の種別がベクトルメモリアクセスでない場合（ステップＳ２０３においてＮＯ）、本実施形態では、受け付けたベクトル命令の種別は、ベクトル演算である。その場合、ベクトル命令処理部１０４は、ベクトル演算命令実行処理を実行する（ステップＳ２０５）。ベクトル演算命令実行処理については、以下で詳細に説明する。

図７は、本開示の第２の実施形態に係るプロセッサ１０のベクトル命令処理部１０４のベクトル演算命令実行処理の動作の一例を表すフローチャートである。

ベクトル命令がベクトル乱数命令である場合（ステップＳ２１１においてＹＥＳ）、乱数発生器１０４４は、乱数を発生させ乱数ベクトルを生成する（ステップＳ２１２）。ベクトル演算制御部１０４１が、乗加算器１０４６に乱数ベクトルが供給されるように制御する（ステップＳ２１３）。ベクトル演算制御部１０４１は、さらに、乗加算器１０４６がベクトル命令を実行するのに必要なデータが乗加算器１０４６に入力されるよう制御する。そして、乗加算器１０４６が、ベクトル命令を実行する（ステップＳ２１４）。

ベクトル命令がベクトル乱数命令ではない場合（ステップＳ２１１においてＮＯ）、ベクトル演算制御部１０４１は、乗加算器１０４６がベクトル命令を実行するのに必要なデータが乗加算器１０４６に入力されるよう制御する。そして、乗加算器１０４６が、ベクトル命令を実行する（ステップＳ２１４）。そして、ベクトル命令処理部１０４は、図７に示す動作を終了する。

＜効果＞
本実施形態には、第１の実施形態の効果と同じ効果がある。本実施形態の効果が生じる理由は、第１の実施形態の効果が生じる理由と同じである。

＜具体例＞
以下では、図３に示す例のＡ部及びＡ０部のアルゴリズムに従った処理を、ベクトル計算機のアセンブリ言語によって記述したアセンブリ言語記述の例を使用して、本開示のプロセッサ１０の動作の例について説明する。

図８は、ベクトル計算機のためのアセンブリ言語記述の例を表す図である。図８に示す例では、行の左端に、その行の命令に付与されている番号が付加されている。以下では、図４に示すプロセッサ１０によって実行される、図８に示すアセンブリ言語記述が表す処理について説明する。

命令９０１は、スカラレジスタＳＲ１００に、-1.0/Temperatureをセットする浮動小数点数スカラ除算命令である。このTemperatureは、図３に示す例の関数igingmodel()の引数である、浮動小数点数の値である。

命令９０２は、spin[i][0]～spin[i][255]の内容をベクトルレジスタVR0に読み出す命令である。命令９０３は、spin[i][2]～spin[i][257]の内容をベクトルレジスタVR1に読み出す命令である。命令９０４は、spin[i-1][1]～spin[i-1][256]の内容をベクトルレジスタVR2に読み出す命令である。命令９０５は、spin[i+1][1]～spin[i+1][256]の内容をベクトルレジスタVR3に読み出す命令である。命令９０６は、spin[i][1]～spin[i][256]の内容をベクトルレジスタVR4に読み出す命令である。

命令９０７は、ベクトルレジスタVR0の内容とベクトルレジスタVR1の内容とを加算した結果を、ベクトルレジスタVR5に格納するベクトル加算命令（VFADD命令）である。命令９０８は、ベクトルレジスタVR2の内容とベクトルレジスタVR3の内容とを加算した結果を、ベクトルレジスタVR6に格納するベクトル加算命令（VFADD命令）である。命令９０９は、ベクトルレジスタVR5の内容とベクトルレジスタVR6の内容とを加算した結果を、ベクトルレジスタVR7に格納するベクトル加算命令（VFADD命令）である。命令９０７、命令９０８、命令９０９によって、ベクトルレジスタVR0、VR1、VR2、VR3の内容の総和がベクトルレジスタVR7に格納される。

命令９１０は、-1.0*Ajの値を計算し、結果をスカラレジスタSR0に格納する浮動小数点スカラ乗算命令である。なお、演算子「*」は乗算を表す。値Ajは、上述のように、相互作用を表す値である。命令９１１は、-1.0*Bの値を計算し、結果をスカラレジスタSR1に格納するスカラ乗算命令である。値Bは、磁界の値を表す。

命令９１２は、ハミルトニアンを計算し、結果をベクトルレジスタVR8に格納するベクトル浮動小数点乗加算の命令である。命令９１３は、座標[i][j]におけるスピンが現在の状態である場合のエネルギーを計算し、ベクトルレジスタVR9に格納するベクトル浮動小数点乗算の命令である。命令９１４は、スピンが逆転した場合のエネルギーを計算するための命令であり、ベクトルレジスタVR9に格納されているエネルギーの値に、値-1.0を掛けた値を計算し、結果をベクトルレジスタVF10に格納するベクトル浮動小数点乗算の命令である。命令９１５は、スピンが逆転していない場合とスピンが逆転した場合のエネルギーの差分を計算するための命令である。具体的には、命令９１５は、ベクトルレジスタVR10に格納されている値からベクトルレジスタVR9に格納されている値を引いた値を計算し、結果をベクトルレジスタVR11に格納するベクトル浮動小数点減算の命令である。

命令９１６のVRANCP命令は、上述のベクトル乱数命令の例である。以下では、命令９１６のVRANCP命令について詳細に説明する。具体的には、プロセッサ１０が実行する命令が命令９１６のVRANCPZ命令である場合の、プロセッサ１０の構成要素の動作について説明する。図８に示す例では、命令９１６のVRANCP命令の入力オペランドは、ベクトルレジスタVR11及びスカラレジスタSR100である。ベクトルレジスタVR11には、命令９１５によって計算されたエネルギーのベクトルデータが格納されている。スカラレジスタSR100には、命令９０１によって計算された-1.0/Temperatureの値が格納されている。

命令９１６のVRANCPは、他のベクトル命令と同様に、プロセッサ１０によって実行される。まず、命令コードが、Ｌ１命令キャッシュ１０１から、フェッチ・デコード部１０２によって取り出される。取り出された命令コードは、フェッチ・デコード部１０２によってデコードされ、スケジューラ１０３に登録される。スケジューラ１０３は、VRANCP命令の発行時に、スカラレジスタSR100に格納されている値を読み出し、デコードされた命令と読み出した値とを、バス１０４００を介してベクトル命令処理部１０４に送出する。

ベクトル命令処理部１０４のベクトル命令受付部１０４０は、ベクトル命令を受け取り、受け取ったベクトル命令の種別を判別する。受け取ったベクトル命令がVRANCP命令であることを判別した場合、ベクトル命令受付部１０４０は、VRANCP命令と、受け取ったSR100に格納されている値とを、ベクトル演算制御部１０４１に送出する。

ベクトル演算制御部１０４１は、VRANCP命令と、SR100の値とを、ベクトル命令受付部１０４０から受け取り、受け取ったVRANCP命令とSR100の値とを、バス１０４０４を介して乗加算器１０４６に送出する。また、ベクトル演算制御部１０４１は、ベクトルレジスタ１０４２からベクトルレジスタVR11に格納されているデータを読み出し、バス１０４０３を介して乗加算器１０４６に入力されるに制御する。ベクトル演算制御部１０４１は、乱数発生器１０４４からの出力を選択し選択された乱数発生器１０４４からの出力を乗加算器１０４６に入力するように、バス１０４０６を介して選択回路１０４５を制御する。

乱数発生器１０４４は、ランダムな値を生成し、生成した値を選択回路１０４５に送出する。乱数発生器１０４４がランダムな値を生成する方法は、一般的なプロセッサを含む電子回路においてランダムな値を生成する既存の方法のいずれかであってよい。なお、乱数発生器１０４４は、生成される乱数の値の分布の範囲を指定する機能や、生成される乱数の分布を変更する機能を持っていてもよい。

乗加算器１０４６は、VRANCP命令と、スカラレジスタSR100から読み出された値と、乱数発生器１０４４によって生成された乱数と、を受け取る。乗加算器１０４６は、受け取ったVRANCP命令の処理として、乱数発生器１０４４によって生成されたランダムな値から、ベクトルレジスタVR11に格納されている値にスカラレジスタSR100に格納されている値の積を引いた値を、浮動小数点乗加算によって算出し、得られた演算の結果をベクトルレジスタ１０４２に返送する。例えばベクトル演算制御部１０４１が、ベクトルレジスタ１０４２に返納されたデータが、ベクトルレジスタ１０４２のベクトルレジスタVR12に格納されるように制御する。命令９１６を実行することによって、図３に示す、式rand() - (-1.0*energy/Temperature)の計算の結果が、ベクトルレジスタVR12に格納される。この計算の結果は、図３に示すＡ０のブロックにおける比較部分の判定に使用される。

以上で、命令９１６の処理は終了する。

次の命令９１７は、ベクトルレジスタVR12に格納されているデータの各要素の最上位ビットだけを取り出し、取り出したビットの情報をベクトルレジスタVR12に格納するベクトルＡＮＤ演算の命令（すなわち、VAND命令）である。ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）浮動小数点フォーマットでは、最上位ビットは符号を表す符号ビットである。命令９１７の結果として得られた値の要素の符号が負である場合、その要素では、条件「rand() < -1.0?energyD/Temperature」が成立している。

命令９１８は、ベクトルレジスタVR12に格納されている符号ビットと、元のspin[i][j]の値が格納されているベクトルレジスタVR4との、要素ごとのXORを算出し、演算の結果をベクトルレジスタVR4に格納するベクトルＸＯＲ命令である。ベクトルレジスタVR12には、命令９１７による処理の結果として取り出された符号ビットが格納されている。命令９１８の処理によって、命令９１７の結果として得らえた値の符号が負である要素の符号が反転する。

＜他の実施形態＞
上述のベクトル命令処理部１０４を含むプロセッサ及びベクトル演算装置２０４は、それぞれ、専用のハードウェアによって実現することができる。ベクトル命令処理部１０４及びベクトル演算装置２０４は、それぞれ、記憶媒体から読み出されたプログラムがロードされたメモリと、そのプログラムを実行するプロセッサとを含むコンピュータによって実現することもできる。ベクトル命令処理部１０４及びベクトル演算装置２０４は、それぞれ、前述のコンピュータと専用のハードウェアとの組み合わせによって実現することもできる。

図９は、上述のベクトル命令処理部１０４及びベクトル演算装置２０４を実現することができる、コンピュータ１００００のハードウェア構成の一例を表す図である。図９に示す例では、コンピュータ１００００は、プロセッサ１０００１と、メモリ１０００２と、記憶装置１０００３と、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）インタフェース１０００４とを含む。また、コンピュータ１００００は、記憶媒体１０００５にアクセスすることができる。メモリ１０００２と記憶装置１０００３は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクなどの記憶装置である。記憶媒体１０００５は、例えば、ＲＡＭ、ハードディスクなどの記憶装置、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、可搬記憶媒体である。記憶装置１０００３が記憶媒体１０００５であってもよい。プロセッサ１０００１は、メモリ１０００２と、記憶装置１０００３に対して、データやプログラムの読み出しと書き込みを行うことができる。プロセッサ１０００１は、Ｉ／Ｏインタフェース１０００４を介して、例えば、他の装置等にアクセスすることができる。プロセッサ１０００１は、記憶媒体１０００５にアクセスすることができる。記憶媒体１０００５には、コンピュータ１００００を、上述のベクトル演算装置として動作させるプログラムが格納されている。

プロセッサ１０００１は、記憶媒体１０００５に格納されている、コンピュータ１００００を、上述のベクトル演算装置として動作させるプログラムを、メモリ１０００２にロードする。そして、プロセッサ１０００１が、メモリ１０００２にロードされたプログラムを実行することにより、コンピュータ１００００は、上述のベクトル演算装置として動作する。

ベクトル命令受付部１０４０、ベクトル演算制御部１０４１、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３、乱数発生器１０４４は、例えば、メモリ１０００２にロードされたプログラムを実行するプロセッサ１０００１により実現できる。ベクトル命令受付部２０４０、ベクトル演算制御部２０４１、乱数発生部２０４４は、例えば、メモリ１０００２にロードされたプログラムを実行するプロセッサ１０００１により実現できる。ベクトルレジスタ１０４２は、コンピュータ１００００が含むメモリ１０００２等により実現できる。ベクトル命令受付部１０４０、ベクトル演算制御部１０４１、ベクトルメモリアクセス制御部１０４３、乱数発生器１０４４、選択回路１０４５、乗加算器１０４６の一部又は全部を、専用の回路によって実現できる。ベクトル命令受付部２０４０、ベクトル演算制御部２０４１、乱数発生部２０４４の一部又は全部を、専用の回路によって実現できる。

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
ベクトル命令を受け付けるベクトル命令受付手段と、
乱数を発生させ発生した前記乱数を供給する乱数発生手段と、
受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、前記乱数が供給されるよう制御するベクトル演算制御手段と、
を備えるベクトル演算装置。

（付記２）
ベクトルレジスタに格納されているベクトルが第１バスを介して前記演算手段に供給される第１状態と、前記乱数が前記第１バスを介して前記演算手段に供給される第２状態とから、１つの状態を選択する選択手段
を備え、
前記ベクトル演算制御手段は、受け付けられた前記ベクトル命令が前記ベクトル乱数命令である場合、前記第２状態を選択するよう前記選択手段を制御することによって、前記乱数を前記演算手段に供給されるように制御する
付記１に記載のベクトル演算装置。

（付記３）
前記ベクトル演算制御手段は、前記ベクトル命令が、前記乱数に加えてベクトルを使用する前記ベクトル乱数命令である場合、当該ベクトルを前記ベクトルレジスタから前記演算手段に、前記乱数と共に供給する
付記２に記載のベクトル演算装置。

（付記４）
前記ベクトルレジスタと、
前記第１バスによって前記ベクトルレジスタと接続され、第２バスによって前記選択手段と接続されている前記演算手段と、
を備え、
前記ベクトル演算制御手段は、前記ベクトル命令が、前記乱数に加えて前記ベクトルを使用する前記ベクトル乱数命令である場合、当該ベクトル命令を前記演算手段に供給し、前記第１バスを介して前記ベクトルを前記ベクトルレジスタから前記演算手段に供給し、前記第２バスを介して前記乱数を前記乱数発生手段から前記演算手段に供給する
付記３に記載のベクトル演算装置。

（付記５）
前記乱数発生手段は、前記乱数を要素として含むベクトルである乱数ベクトルを生成し、
前記ベクトル演算制御手段は、受け付けられた前記ベクトル命令が前記ベクトル乱数命令である場合、前記演算手段に、前記乱数として前記乱数ベクトルが供給されるよう制御する、
付記１乃至４のいずれ一項に記載のベクトル演算装置。

（付記６）
前記ベクトル命令は、前記乱数ベクトルと、前記ベクトルのスカラ値倍とを要素ごとに比較する命令である
付記５に記載のベクトル演算装置。

（付記７）
ベクトル命令を受け付け、
乱数を発生させ、
受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、発生した前記乱数が供給されるよう制御する、
ベクトル演算方法。

（付記８）
ベクトルレジスタに格納されているベクトルが第１バスを介して前記演算手段に供給される第１状態と、前記乱数が前記第１バスを介して前記演算手段に供給される第２状態とから、１つの状態を選択手段によって選択し、
受け付けられた前記ベクトル命令が前記ベクトル乱数命令である場合、前記第２状態を選択するよう制御することによって、前記乱数を前記演算手段に供給されるように制御する
付記７に記載のベクトル演算方法。

（付記９）
前記ベクトル命令が、前記乱数に加えてベクトルを使用する前記ベクトル乱数命令である場合、当該ベクトルを前記ベクトルレジスタから前記演算手段に、前記乱数と共に供給する
付記８に記載のベクトル演算方法。

（付記１０）
前記演算手段は前記第１バスによって前記ベクトルレジスタと接続され、第２バスによって前記選択手段と接続され、
前記ベクトル命令が、前記乱数に加えて前記ベクトルを使用する前記ベクトル乱数命令である場合、当該ベクトル命令を前記演算手段に供給し、前記第１バスを介して前記ベクトルを前記ベクトルレジスタから前記演算手段に供給し、前記第２バスを介して前記乱数を前記演算手段に供給する
付記９に記載のベクトル演算方法。

（付記１１）
前記乱数を要素として含むベクトルである乱数ベクトルを生成し、
受け付けられた前記ベクトル命令が前記ベクトル乱数命令である場合、前記演算手段に、前記乱数として前記乱数ベクトルが供給されるよう制御する、
付記７乃至１０のいずれ一項に記載のベクトル演算方法。

（付記１２）
前記ベクトル命令は、前記乱数ベクトルと、前記ベクトルのスカラ値倍とを要素ごとに比較する命令である
付記１１に記載のベクトル演算方法。

（付記１３）
ベクトル命令を受け付けるベクトル命令受付処理と、
乱数を発生させ発生した前記乱数を供給する乱数発生処理と、
受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、前記乱数が供給されるよう制御するベクトル演算制御処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。

（付記１４）
ベクトルレジスタに格納されているベクトルが第１バスを介して前記演算手段に供給される第１状態と、前記乱数が前記第１バスを介して前記演算手段に供給される第２状態とから、１つの状態を選択手段によって選択する処理
をコンピュータにさらに実行させ、
前記ベクトル演算制御処理は、受け付けられた前記ベクトル命令が前記ベクトル乱数命令である場合、前記第２状態を選択するよう前記選択手段を制御することによって、前記乱数を前記演算手段に供給されるように制御する
付記１３に記載のプログラム。

（付記１５）
前記ベクトル演算制御処理は、前記ベクトル命令が、前記乱数に加えてベクトルを使用する前記ベクトル乱数命令である場合、当該ベクトルを前記ベクトルレジスタから前記演算手段に、前記乱数と共に供給する
付記１４に記載のプログラム。

（付記１６）
前記演算手段は、前記第１バスによって前記ベクトルレジスタと接続され、第２バスによって前記選択手段と接続され、
前記ベクトル演算制御処理は、前記ベクトル命令が、前記乱数に加えて前記ベクトルを使用する前記ベクトル乱数命令である場合、当該ベクトル命令を前記演算手段に供給し、前記第１バスを介して前記ベクトルを前記ベクトルレジスタから前記演算手段に供給し、前記第２バスを介して前記演算手段に供給する
付記１５に記載のプログラム。

（付記１７）
前記乱数発生処理は、前記乱数を要素として含むベクトルである乱数ベクトルを生成し、
前記ベクトル演算制御処理は、受け付けられた前記ベクトル命令が前記ベクトル乱数命令である場合、前記演算手段に、前記乱数として前記乱数ベクトルが供給されるよう制御する、
付記１３乃至１６のいずれ一項に記載のプログラム。

（付記１８）
前記ベクトル命令は、前記乱数ベクトルと、前記ベクトルのスカラ値倍とを要素ごとに比較する命令である
付記１７に記載のプログラム。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１０ プロセッサ
２０ メモリ
１０１ 命令キャッシュ
１０２ フェッチ・デコード部
１０３ スケジューラ
１０４ ベクトル命令処理部
１０５ メモリアクセス命令処理部
１０６ スカラ演算命令処理部
１０７ 分岐命令処理部
１０８ データキャッシュ
１０９ キャッシュ
１１０ スカラレジスタ
２０４ ベクトル演算装置
９０１ 命令
９０２ 命令
９０３ 命令
９０４ 命令
９０５ 命令
９０６ 命令
９０７ 命令
９０８ 命令
９０９ 命令
９１０ 命令
９１１ 命令
９１２ 命令
９１３ 命令
９１４ 命令
９１５ 命令
９１６ 命令
９１７ 命令
９１８ 命令
１０４０ ベクトル命令受付部
１０４１ ベクトル演算制御部
１０４２ ベクトルレジスタ
１０４３ ベクトルメモリアクセス制御部
１０４４ 乱数発生器
１０４５ 選択回路
１０４６ 乗加算器
２０４０ ベクトル命令受付部
２０４１ ベクトル演算制御部
２０４４ 乱数発生部
１００００ コンピュータ
１０００１ プロセッサ
１０００２ メモリ
１０００３ 記憶装置
１０００４ Ｉ／Ｏインタフェース
１０００５ 記憶媒体
１０４００ バス
１０４０１ バス
１０４０３ バス
１０４０４ バス
１０４０５ バス
１０４０６ バス

Claims (10)

1. ベクトル命令を受け付けるベクトル命令受付手段と、
   乱数を発生させ発生した前記乱数を供給する乱数発生手段と、
   受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、前記乱数が供給されるよう制御するベクトル演算制御手段と、
   を備えるベクトル演算装置。
2. ベクトルレジスタに格納されているベクトルが第１バスを介して前記演算手段に供給される第１状態と、前記乱数が前記第１バスを介して前記演算手段に供給される第２状態とから、１つの状態を選択する選択手段
   を備え、
   前記ベクトル演算制御手段は、受け付けられた前記ベクトル命令が前記ベクトル乱数命令である場合、前記第２状態を選択するよう前記選択手段を制御することによって、前記乱数を前記演算手段に供給されるように制御する
   請求項１に記載のベクトル演算装置。
3. 前記ベクトル演算制御手段は、前記ベクトル命令が、前記乱数に加えてベクトルを使用する前記ベクトル乱数命令である場合、当該ベクトルを前記ベクトルレジスタから前記演算手段に、前記乱数と共に供給する
   請求項２に記載のベクトル演算装置。
4. 前記ベクトルレジスタと、
   前記第１バスによって前記ベクトルレジスタと接続され、第２バスによって前記選択手段と接続されている前記演算手段と、
   を備え、
   前記ベクトル演算制御手段は、前記ベクトル命令が、前記乱数に加えて前記ベクトルを使用する前記ベクトル乱数命令である場合、当該ベクトル命令を前記演算手段に供給し、前記第１バスを介して前記ベクトルを前記ベクトルレジスタから前記演算手段に供給し、前記第２バスを介して前記乱数を前記乱数発生手段から前記演算手段に供給する
   請求項３に記載のベクトル演算装置。
5. 前記乱数発生手段は、前記乱数を要素として含むベクトルである乱数ベクトルを生成し、
   前記ベクトル演算制御手段は、受け付けられた前記ベクトル命令が前記ベクトル乱数命令である場合、前記演算手段に、前記乱数として前記乱数ベクトルが供給されるよう制御する、
   請求項１乃至４のいずれ一項に記載のベクトル演算装置。
6. 前記ベクトル命令は、前記乱数ベクトルと、前記ベクトルのスカラ値倍とを要素ごとに比較する命令である
   請求項５に記載のベクトル演算装置。
7. ベクトル命令を受け付け、
   乱数を発生させ、
   受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、発生した前記乱数が供給されるよう制御する、
   ベクトル演算方法。
8. ベクトルレジスタに格納されているベクトルが第１バスを介して前記演算手段に供給される第１状態と、前記乱数が前記第１バスを介して前記演算手段に供給される第２状態とから、１つの状態を選択手段によって選択し、
   受け付けられた前記ベクトル命令が前記ベクトル乱数命令である場合、前記第２状態を選択するよう制御することによって、前記乱数を前記演算手段に供給されるように制御する
   請求項７に記載のベクトル演算方法。
9. 前記ベクトル命令が、前記乱数に加えてベクトルを使用する前記ベクトル乱数命令である場合、当該ベクトルを前記ベクトルレジスタから前記演算手段に、前記乱数と共に供給する
   請求項８に記載のベクトル演算方法。
10. ベクトル命令を受け付けるベクトル命令受付処理と、
    乱数を発生させ発生した前記乱数を供給する乱数発生処理と、
    受け付けられた前記ベクトル命令が乱数を使用するベクトル乱数命令である場合、前記ベクトル命令を実行する演算手段に、前記乱数が供給されるよう制御するベクトル演算制御処理と、
    をコンピュータに実行させるプログラム。

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