JP3371793B2 - データ転送スケジュリング方式 - Google Patents
データ転送スケジュリング方式Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はデータ転送方式に関
し、特に分散メモリ型マルチプロセッサシステム上のデ
ータ転送におけるデータ転送回数を削減するデータ転送
スケジュリング方式に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の分散メモリ型マルチプロセッサシ
ステムにおいて、配列が特定の次元で分割されて、各プ
ロセッサ上に分散配置されているような状況で、分割次
元の変更または各分割サイズの変更を行う場合は、各プ
ロセッサが他の全てのプロセッサ各々と互いに通信し合
うという方法が良く行われていた。この場合、プロセッ
サ数がnに対し通信するステップ数のオーダーはn回とな
る。データ転送量のオーダーは、配列サイズMに対してM
/nとなる。 【０００３】例えば、特開平３−９８１５２の「ブロー
ドキャスト・バリアによるデータ通信方式」では、1つ
のプロセッサから、他の全てのプロセッサへのブロード
キャスト転送の際に、各プロセッサの終了信号を全プロ
セッサで待ち合わせ、また各プロセッサのデータを全プ
ロセッサで共有する場合、通信するステップ数を減らす
ためにバタフライ方式のスケジュリングによりデータ転
送を行う例である。この場合、プロセッサ数がnに対す
るステップ数のオーダーは、log2nである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第１番
目の技術の場合、各プロセッサが他の全てのプロセッサ
各々と互いに通信し合うので、プロセッサ数が増加する
のに比例し起動時間がかかり、分散メモリ型マルチプロ
セッサシステムにおけるデータ転送ではデータ転送の性
能が劣化するという欠点を有している。 【０００５】また、上述した従来の第２番目の技術の場
合、１つのプロセッサが持つ単一のデータを、そのプロ
セッサを起点として全てのプロセッサに送信するデータ
転送方式は、各プロセッサが、他の全プロセッサとそれ
ぞれ異なるデータを送受信しなければならない場合には
適用できない、という欠点を有している。 【０００６】本発明は、上記の点に鑑み、分散メモリ型
マルチプロセッサシステム上のデータ転送において、デ
ータ転送回数を削減し実行時間の短縮を図るデータ転送
スケジュリング方式を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】第１の発明のデータ転送
スケジュリング方式は、分散メモリ型マルチプロセッサ
システム上で、N台のプロセッサの各々が、他のN-1台の
プロセッサに対して送信及び受信しなければならないデ
ータを持つようなデータ転送パタンのデータ転送におい
て、各プロセッサが他のｍ（但し、ｍはＮ＝２ｍを満た
す整数とする）台のプロセッサと通信を行うときに、各
通信ステップi (i=0,1,2,...,m-1とする)において、送
信元プロセッサのプロセッサ識別子を2進表示した値の
左端の桁を１桁目として左端からi+1桁目のビットを反
転した値をプロセッサ識別子とするプロセッサを転送相
手プロセッサとし、通信するプロセッサの順序をスケジ
ュリングするスケジュリング手段と、前記スケジュリン
グ手段により算出されたスケジュリングにより行わなけ
ればならない送信及び受信データのプロセッサ間の授受
を達成するために、各通信ステップi(i=0,1,2,...,m-1
とする)において、プロセッサ識別子Ｋのプロセッサ
（プロセッサＫ）の転送相手プロセッサのプロセッサ識
別子をＬとしたとき、Ｋを2進表示した時に上からi桁目
までのビットを全て0にした数をp、Ｌを2進表示した時
に上からi+1桁目より下のビットを全て0にした数をqと
し、データ転送前にプロセッサp+(j-1)２ ｍ−ｉ (j=1,2,
3,...,2 ｉ とする)が所有しているデータの範囲の集合
と、データ転送後にプロセッサq+j (j=0,1,...,2
ｍ−ｉ−１ -1とする)が所有しているデータの範囲の集
合との積を、プロセッサＫの送信範囲とし、Ｌを2進表
示した時に上からi桁目までのビットを全て0にした数を
r、Ｋを2進表示した時に上からi+1桁目より下のビット
を全て0にした数をsとし、データ転送前にプロセッサr+
(j-1)2 ｍ−ｉ (j=1,2,3,...,2 ｉ とする)が所有してい
るデータの範囲の集合と、データ転送後にプロセッサs+
j (j=0,1,...,2 ｍ−ｉ−１ -1とする)が所有しているデ
ータの範囲の集合との積を、プロセッサＫの受信範囲と
するデータ転送の範囲を算出するデータ転送範囲解析手
段と、前記スケジュリング手段と前記データ転送範囲解
析手段との算出結果に基づき、各通信ステップにおい
て、各プロセッサはスケジュリングされたデータ転送相
手に対して、算出されたデータ転送範囲情報の示すデー
タの送受信を行うデータ転送手段と、を備えて構成され
ている。 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【発明の実施の形態】次に、本発明の一つの実施の形態
について図面を参照して説明する。 【００１４】図１は本発明の実施の形態を示すブロック
図である。図１を参照すると、データ転送スケジュリン
グ方式１は、スケジュリング手段１１と、データ転送範
囲解析手段１２と、データ転送手段１３とから構成され
ている。 【００１５】スケジュリング手段１１は、データ転送す
る各通信ステップにおいて、どのプロセッサとどのプロ
セッサがどの順序で通信するかをスケジュリングする。
データ転送範囲解析手段１２は、前記スケジュリング手
段１１によりスケジュリングされた各プロセッサの対に
対して、データのどの範囲を送受信するかを算出する。
データ転送手段１３は、前記スケジュリング手段１１と
前記データ転送範囲解析手段１２の解析結果に基づき実
際にデータ転送を行う。 【００１６】図２は本実施の形態における動作の一例を
示す流れ図である。同図を参照して本実施の形態の動作
を説明する。データ転送時の動作は、N台のプロセッサ
の各々が、他のN-1台のプロセッサに対して送信及び受
信しなければならないデータを持つようなデータ転送パ
タンのデータ転送において、各プロセッサが他のｍ（但
し、ｍはＮ＝２ ｍ を満たす整数とする）台のプロセッサ
と行うデータ転送を、(言い換えれば、１組のプロセッ
サ対で行う転送を１通信ステップとするとき、各プロセ
ッサがlogN(底は２）通信ステップで行うデータ転送
を、)以下のステップ201〜203の処理で行う。 【００１７】ステップ２０１は、スケジュリング手段１
１により、各通信ステップにおいてどのプロセッサとど
のプロセッサが通信を行うかをスケジュリングする。以
下にスケジュリングを説明する。 【００１８】プロセッサ数をＮとし、2mに等しいとする
（すなわち、Ｎ=８のとき変数ｍは３となり通信ステッ
プ数は３回となる）。また、各プロセッサは、0からN-1
までの範囲の自然数と、一対一に対応付けられていると
し、これをプロセッサ識別子と呼ぶ。このとき、通信ス
テップi (i=0,1,2,...,m-1とする)において、送信元の
プロセッサ識別子をＫとすると、転送相手のプロセッサ
識別子は、Ｋを2進表示した時に左端の桁を１桁目とす
ると、左端からi+1桁目のビットを反転した値を転送相
手のプロセッサ識別子とする（すなわち、通信ステップ
０のプロセッサ５の転送相手は、５の２進数は１０１で
あるから、１０１の左端の１を０に反転すると００１と
なり転送相手の識別子はプロセッサ１となる）。各通信
ステップごとにスケジュリングし得られたスケジュリン
グ情報をステップ２０２に渡す。 【００１９】ステップ２０２は、データ転送範囲解析手
段１２では、決定されたスケジュリング情報から各通信
ステップにおいて、各プロセッサがデータ転送相手のプ
ロセッサに対して送信するデータの範囲、及びデータ転
送相手のプロセッサから受信するデータの範囲を算出す
る。以下に算出方法を説明する。 【００２０】通信ステップi(i=0,1,2,...,m-1とする)に
おいて、プロセッサＫの転送相手のプロセッサのプロセ
ッサ識別子をＬとする。また、プロセッサＫの送信範囲
は、Ｋを2進表示した時に、上から、i桁目までのビット
を全て0にした数をp、Ｌを2進表示した時に、上からi+1
桁目より下のビットを全て0にした数をqとする。 【００２１】プロセッサＫの送信範囲は、データ転送前
に、プロセッサp+(j-1)2m-i(j=1,2,3,...,2iとする)が
所有しているデータの範囲の集合と、データ転送後にプ
ロセッサq+j (j=0,1,...,2m-i-1-1とする)が所有して
いるデータの範囲の集合の積となる。 【００２２】また、プロセッサＫの受信範囲は、Ｌを2
進表示した時に、上からi桁目までのビットを全て0にし
た数をrとし、Ｋを2進表示した時に、上からi+1桁目よ
り下のビットを全て0にした数をsとすると、データ転送
前に、プロセッサr+(j-1)2m-i (j=1,2,3,...,2i とす
る)が所有しているデータの範囲の集合と、データ転送
後に、プロセッサs+j (j=0,1,...,2m-i-1-1とする)が
所有しているデータの範囲の集合の積となる。 【００２３】スケジュリング手段１１により得られたス
ケジュリング情報とデータ転送範囲解析手段１２とから
得られたデータ転送範囲情報はステップ２０３に通知す
る。 【００２４】ステップ２０３は、データ転送手段１３に
より、各プロセッサは各通信ステップにおいてスケジュ
リングされたデータ転送相手に対して、算出されたデー
タ転送範囲情報の示すデータの送受信を行う。 【００２５】 【実施例】図３は、N台のプロセッサの各々が、他のN-1
台のプロセッサに対して送信及び受信しなければならな
いデータを持つようなデータ転送パタンのデータ転送で
ある、本実施の形態の一例として、転送対象となる２次
元配列データAのプロセッサへの分割次元が、転送前と
転送後とで移動するようなデータ転送パタンを示す図で
ある。図４は、本実施の形態で各通信ステップにおける
データ転送を行うプロセッサの対の一実施例を示す図で
ある。本発明の実施例について、図３と図４を参照して
詳細に説明する。 【００２６】図3は、データ転送されるデータの例であ
り、2次元配列A(0:7,0:7)が、1次元目で分割されて8台
のプロセッサに分散配置されている。即ち、A(0,0:7)が
プロセッサ0に、A(1,0:7)がプロセッサ1に、A(2,0:7)が
プロセッサ2に、A(3,0:7)がプロセッサ3に、A(4,0:7)が
プロセッサ4に、A(5,0:7)がプロセッサ5に、A(6,0:7)が
プロセッサ6に、A(7,0:7)がプロセッサ7に、それぞれ配
置されている。 【００２７】この配列Aを、データ転送を行うことによ
り、2次元目で分割して8台のプロセッサに分散配置す
る。即ち、A(0:7,0)がプロセッサ0に、A(0:7,1)がプロ
セッサ1に、A(0:7,2)がプロセッサ2に、A(0:7,3)がプロ
セッサ3に、A(0:7,4)がプロセッサ4に、A(0:7,5)がプロ
セッサ5に、A(0:7,6)がプロセッサ6に、A(0:7,7)がプロ
セッサ7に、それぞれ配置されるようにデータ転送を行
う。 【００２８】次に、図2の処理フローに基づき、図3、図
4を参照して、実施例の動作について詳細に説明する。 【００２９】スケジュリング手段１１は、各プロセッサ
の各通信ステップにおける転送相手を決定する(ステッ
プ201)。 【００３０】例えば、プロセッサ識別子5の転送相手の
プロセッサは、5の二進表示が１０１であるから、通信
ステップ０では、ｉ＋１のｉは０だから１桁目の反転を
示すので１０１の左端の１桁目の１を反転するので００
１となりプロセッサ００１(つまりプロセッサ1)とな
る。 【００３１】通信ステップ１では、プロセッサ識別子5
の転送相手のプロセッサは、同様にｉ＋１のｉは１だか
ら２桁目の反転を示すので１０１の左端から２桁目の０
を反転するので１１１となりプロセッサ１１１(つまり
プロセッサ7)となる。 【００３２】通信ステップ２では、同様にｉ＋１のｉは
２だから３桁目の反転を示すので１０１の左端から３桁
目の１を反転するので１００となりプロセッサ１００
(つまりプロセッサ4)と各々通信を行う。 【００３３】各プロセッサの各通信ステップも同様に求
めた通信相手のプロセッサの対を示したのが図4であ
る。ここでは、例えば、プロセッサ識別子5のプロセッ
サを、P101と二進表示で示してある。 【００３４】次に、データ転送範囲解析手段１２によ
り、上記スケジュリング手段１１が決定したスケジュリ
ングと、図3に示されるような、データ転送前とデータ
転送後の分散に基づき、各通信ステップにおいて、各プ
ロセッサが、送受信するデータの範囲を算出する(ステ
ップ202)。 【００３５】例えば、プロセッサ識別子101(プロセッサ
5)のプロセッサは、通信ステップ０において、通信相手
がプロセッサ001(プロセッサ1)であることから、データ
転送前に、プロセッサ101が所有しているデータの集合
(つまり、A(5,0:7))と、データ転送後に、プロセッサ00
0,001,010,011が所有しているデータの集合(つまり、A
(0:7,0:3))との積、即ち、A(5,0:3)を送信し、データ転
送前に、プロセッサ001が所有しているデータの集合(つ
まり、A(1,0:7))と、データ転送後に、プロセッサ100,1
01,110,111が所有しているデータの集合(つまり、A(0:
7,4:7))との積、即ち、A(1,4:7)を受信する。 【００３６】通信ステップ１において、通信相手がプロ
セッサ111(プロセッサ7)であることから、データ転送前
に、プロセッサ001,101が所有しているデータの集合(つ
まり、A(1,0:7),A(5,0:7))と、データ転送後に、プロセ
ッサ110,111が所有しているデータの集合(つまり、A(0:
7,6:7))との積、即ち、A(1,6:7),A(5,6:7)を送信し、デ
ータ転送前に、プロセッサ011,111が所有しているデー
タの集合(つまり、A(3,0:7),A(7,0:7))と、データ転送
後に、プロセッサ100,101が所有しているデータの集合
(つまり、A(0:7,4:5))との積、即ち、A(3,4:5),A(7,4:
5)を受信する。 【００３７】通信ステップ２において、通信相手がプロ
セッサ100(プロセッサ4)であることから、データ転送前
に、プロセッサ001,011,101,111が所有しているデータ
の集合(つまり、A(1,0:7),A(3,0:7),A(5,0:7),A(7,0:
7))と、データ転送後に、プロセッサ100が所有している
データの集合（つまり、A(0:7,4))との積、即ち、A(1,
4),A(3,4),A(5,4),A(7,4)を送信し、データ転送前に、
プロセッサ000,010,100,110が所有しているデータの集
合(つまり、A(0,0:7),A(2,0:7),A(4,0:7),A(6,0:7))
と、データ転送後に、プロセッサ101が所有しているデ
ータの集合(つまり、A(0:7,5))との積、即ち、A(0,5),A
(2,5),A(4,5),A(6,5)を受信する。他のプロセッサに関
しても同様である。上記スケジュリング手段１１が決定
したスケジュリング及び、上記データ転送範囲解析手段
１２が算出した各データ転送の通信ステップにおけるデ
ータ転送の送信範囲と受信範囲の情報に基づき、データ
転送手段１３が、実際にデータ転送を行う(ステップ20
3)。 【００３８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によると全
プロセッサと通信を行うのと比べて、通信ステップ数が
削減されるため、分散メモリ型マルチプロセッサシステ
ムのデータ転送において、データ転送の起動時間が短縮
されるという効果を有している。
し、特に分散メモリ型マルチプロセッサシステム上のデ
ータ転送におけるデータ転送回数を削減するデータ転送
スケジュリング方式に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の分散メモリ型マルチプロセッサシ
ステムにおいて、配列が特定の次元で分割されて、各プ
ロセッサ上に分散配置されているような状況で、分割次
元の変更または各分割サイズの変更を行う場合は、各プ
ロセッサが他の全てのプロセッサ各々と互いに通信し合
うという方法が良く行われていた。この場合、プロセッ
サ数がnに対し通信するステップ数のオーダーはn回とな
る。データ転送量のオーダーは、配列サイズMに対してM
/nとなる。 【０００３】例えば、特開平３−９８１５２の「ブロー
ドキャスト・バリアによるデータ通信方式」では、1つ
のプロセッサから、他の全てのプロセッサへのブロード
キャスト転送の際に、各プロセッサの終了信号を全プロ
セッサで待ち合わせ、また各プロセッサのデータを全プ
ロセッサで共有する場合、通信するステップ数を減らす
ためにバタフライ方式のスケジュリングによりデータ転
送を行う例である。この場合、プロセッサ数がnに対す
るステップ数のオーダーは、log2nである。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第１番
目の技術の場合、各プロセッサが他の全てのプロセッサ
各々と互いに通信し合うので、プロセッサ数が増加する
のに比例し起動時間がかかり、分散メモリ型マルチプロ
セッサシステムにおけるデータ転送ではデータ転送の性
能が劣化するという欠点を有している。 【０００５】また、上述した従来の第２番目の技術の場
合、１つのプロセッサが持つ単一のデータを、そのプロ
セッサを起点として全てのプロセッサに送信するデータ
転送方式は、各プロセッサが、他の全プロセッサとそれ
ぞれ異なるデータを送受信しなければならない場合には
適用できない、という欠点を有している。 【０００６】本発明は、上記の点に鑑み、分散メモリ型
マルチプロセッサシステム上のデータ転送において、デ
ータ転送回数を削減し実行時間の短縮を図るデータ転送
スケジュリング方式を提供することにある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】第１の発明のデータ転送
スケジュリング方式は、分散メモリ型マルチプロセッサ
システム上で、N台のプロセッサの各々が、他のN-1台の
プロセッサに対して送信及び受信しなければならないデ
ータを持つようなデータ転送パタンのデータ転送におい
て、各プロセッサが他のｍ（但し、ｍはＮ＝２ｍを満た
す整数とする）台のプロセッサと通信を行うときに、各
通信ステップi (i=0,1,2,...,m-1とする)において、送
信元プロセッサのプロセッサ識別子を2進表示した値の
左端の桁を１桁目として左端からi+1桁目のビットを反
転した値をプロセッサ識別子とするプロセッサを転送相
手プロセッサとし、通信するプロセッサの順序をスケジ
ュリングするスケジュリング手段と、前記スケジュリン
グ手段により算出されたスケジュリングにより行わなけ
ればならない送信及び受信データのプロセッサ間の授受
を達成するために、各通信ステップi(i=0,1,2,...,m-1
とする)において、プロセッサ識別子Ｋのプロセッサ
（プロセッサＫ）の転送相手プロセッサのプロセッサ識
別子をＬとしたとき、Ｋを2進表示した時に上からi桁目
までのビットを全て0にした数をp、Ｌを2進表示した時
に上からi+1桁目より下のビットを全て0にした数をqと
し、データ転送前にプロセッサp+(j-1)２ ｍ−ｉ (j=1,2,
3,...,2 ｉ とする)が所有しているデータの範囲の集合
と、データ転送後にプロセッサq+j (j=0,1,...,2
ｍ−ｉ−１ -1とする)が所有しているデータの範囲の集
合との積を、プロセッサＫの送信範囲とし、Ｌを2進表
示した時に上からi桁目までのビットを全て0にした数を
r、Ｋを2進表示した時に上からi+1桁目より下のビット
を全て0にした数をsとし、データ転送前にプロセッサr+
(j-1)2 ｍ−ｉ (j=1,2,3,...,2 ｉ とする)が所有してい
るデータの範囲の集合と、データ転送後にプロセッサs+
j (j=0,1,...,2 ｍ−ｉ−１ -1とする)が所有しているデ
ータの範囲の集合との積を、プロセッサＫの受信範囲と
するデータ転送の範囲を算出するデータ転送範囲解析手
段と、前記スケジュリング手段と前記データ転送範囲解
析手段との算出結果に基づき、各通信ステップにおい
て、各プロセッサはスケジュリングされたデータ転送相
手に対して、算出されたデータ転送範囲情報の示すデー
タの送受信を行うデータ転送手段と、を備えて構成され
ている。 【０００８】 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【発明の実施の形態】次に、本発明の一つの実施の形態
について図面を参照して説明する。 【００１４】図１は本発明の実施の形態を示すブロック
図である。図１を参照すると、データ転送スケジュリン
グ方式１は、スケジュリング手段１１と、データ転送範
囲解析手段１２と、データ転送手段１３とから構成され
ている。 【００１５】スケジュリング手段１１は、データ転送す
る各通信ステップにおいて、どのプロセッサとどのプロ
セッサがどの順序で通信するかをスケジュリングする。
データ転送範囲解析手段１２は、前記スケジュリング手
段１１によりスケジュリングされた各プロセッサの対に
対して、データのどの範囲を送受信するかを算出する。
データ転送手段１３は、前記スケジュリング手段１１と
前記データ転送範囲解析手段１２の解析結果に基づき実
際にデータ転送を行う。 【００１６】図２は本実施の形態における動作の一例を
示す流れ図である。同図を参照して本実施の形態の動作
を説明する。データ転送時の動作は、N台のプロセッサ
の各々が、他のN-1台のプロセッサに対して送信及び受
信しなければならないデータを持つようなデータ転送パ
タンのデータ転送において、各プロセッサが他のｍ（但
し、ｍはＮ＝２ ｍ を満たす整数とする）台のプロセッサ
と行うデータ転送を、(言い換えれば、１組のプロセッ
サ対で行う転送を１通信ステップとするとき、各プロセ
ッサがlogN(底は２）通信ステップで行うデータ転送
を、)以下のステップ201〜203の処理で行う。 【００１７】ステップ２０１は、スケジュリング手段１
１により、各通信ステップにおいてどのプロセッサとど
のプロセッサが通信を行うかをスケジュリングする。以
下にスケジュリングを説明する。 【００１８】プロセッサ数をＮとし、2mに等しいとする
（すなわち、Ｎ=８のとき変数ｍは３となり通信ステッ
プ数は３回となる）。また、各プロセッサは、0からN-1
までの範囲の自然数と、一対一に対応付けられていると
し、これをプロセッサ識別子と呼ぶ。このとき、通信ス
テップi (i=0,1,2,...,m-1とする)において、送信元の
プロセッサ識別子をＫとすると、転送相手のプロセッサ
識別子は、Ｋを2進表示した時に左端の桁を１桁目とす
ると、左端からi+1桁目のビットを反転した値を転送相
手のプロセッサ識別子とする（すなわち、通信ステップ
０のプロセッサ５の転送相手は、５の２進数は１０１で
あるから、１０１の左端の１を０に反転すると００１と
なり転送相手の識別子はプロセッサ１となる）。各通信
ステップごとにスケジュリングし得られたスケジュリン
グ情報をステップ２０２に渡す。 【００１９】ステップ２０２は、データ転送範囲解析手
段１２では、決定されたスケジュリング情報から各通信
ステップにおいて、各プロセッサがデータ転送相手のプ
ロセッサに対して送信するデータの範囲、及びデータ転
送相手のプロセッサから受信するデータの範囲を算出す
る。以下に算出方法を説明する。 【００２０】通信ステップi(i=0,1,2,...,m-1とする)に
おいて、プロセッサＫの転送相手のプロセッサのプロセ
ッサ識別子をＬとする。また、プロセッサＫの送信範囲
は、Ｋを2進表示した時に、上から、i桁目までのビット
を全て0にした数をp、Ｌを2進表示した時に、上からi+1
桁目より下のビットを全て0にした数をqとする。 【００２１】プロセッサＫの送信範囲は、データ転送前
に、プロセッサp+(j-1)2m-i(j=1,2,3,...,2iとする)が
所有しているデータの範囲の集合と、データ転送後にプ
ロセッサq+j (j=0,1,...,2m-i-1-1とする)が所有して
いるデータの範囲の集合の積となる。 【００２２】また、プロセッサＫの受信範囲は、Ｌを2
進表示した時に、上からi桁目までのビットを全て0にし
た数をrとし、Ｋを2進表示した時に、上からi+1桁目よ
り下のビットを全て0にした数をsとすると、データ転送
前に、プロセッサr+(j-1)2m-i (j=1,2,3,...,2i とす
る)が所有しているデータの範囲の集合と、データ転送
後に、プロセッサs+j (j=0,1,...,2m-i-1-1とする)が
所有しているデータの範囲の集合の積となる。 【００２３】スケジュリング手段１１により得られたス
ケジュリング情報とデータ転送範囲解析手段１２とから
得られたデータ転送範囲情報はステップ２０３に通知す
る。 【００２４】ステップ２０３は、データ転送手段１３に
より、各プロセッサは各通信ステップにおいてスケジュ
リングされたデータ転送相手に対して、算出されたデー
タ転送範囲情報の示すデータの送受信を行う。 【００２５】 【実施例】図３は、N台のプロセッサの各々が、他のN-1
台のプロセッサに対して送信及び受信しなければならな
いデータを持つようなデータ転送パタンのデータ転送で
ある、本実施の形態の一例として、転送対象となる２次
元配列データAのプロセッサへの分割次元が、転送前と
転送後とで移動するようなデータ転送パタンを示す図で
ある。図４は、本実施の形態で各通信ステップにおける
データ転送を行うプロセッサの対の一実施例を示す図で
ある。本発明の実施例について、図３と図４を参照して
詳細に説明する。 【００２６】図3は、データ転送されるデータの例であ
り、2次元配列A(0:7,0:7)が、1次元目で分割されて8台
のプロセッサに分散配置されている。即ち、A(0,0:7)が
プロセッサ0に、A(1,0:7)がプロセッサ1に、A(2,0:7)が
プロセッサ2に、A(3,0:7)がプロセッサ3に、A(4,0:7)が
プロセッサ4に、A(5,0:7)がプロセッサ5に、A(6,0:7)が
プロセッサ6に、A(7,0:7)がプロセッサ7に、それぞれ配
置されている。 【００２７】この配列Aを、データ転送を行うことによ
り、2次元目で分割して8台のプロセッサに分散配置す
る。即ち、A(0:7,0)がプロセッサ0に、A(0:7,1)がプロ
セッサ1に、A(0:7,2)がプロセッサ2に、A(0:7,3)がプロ
セッサ3に、A(0:7,4)がプロセッサ4に、A(0:7,5)がプロ
セッサ5に、A(0:7,6)がプロセッサ6に、A(0:7,7)がプロ
セッサ7に、それぞれ配置されるようにデータ転送を行
う。 【００２８】次に、図2の処理フローに基づき、図3、図
4を参照して、実施例の動作について詳細に説明する。 【００２９】スケジュリング手段１１は、各プロセッサ
の各通信ステップにおける転送相手を決定する(ステッ
プ201)。 【００３０】例えば、プロセッサ識別子5の転送相手の
プロセッサは、5の二進表示が１０１であるから、通信
ステップ０では、ｉ＋１のｉは０だから１桁目の反転を
示すので１０１の左端の１桁目の１を反転するので００
１となりプロセッサ００１(つまりプロセッサ1)とな
る。 【００３１】通信ステップ１では、プロセッサ識別子5
の転送相手のプロセッサは、同様にｉ＋１のｉは１だか
ら２桁目の反転を示すので１０１の左端から２桁目の０
を反転するので１１１となりプロセッサ１１１(つまり
プロセッサ7)となる。 【００３２】通信ステップ２では、同様にｉ＋１のｉは
２だから３桁目の反転を示すので１０１の左端から３桁
目の１を反転するので１００となりプロセッサ１００
(つまりプロセッサ4)と各々通信を行う。 【００３３】各プロセッサの各通信ステップも同様に求
めた通信相手のプロセッサの対を示したのが図4であ
る。ここでは、例えば、プロセッサ識別子5のプロセッ
サを、P101と二進表示で示してある。 【００３４】次に、データ転送範囲解析手段１２によ
り、上記スケジュリング手段１１が決定したスケジュリ
ングと、図3に示されるような、データ転送前とデータ
転送後の分散に基づき、各通信ステップにおいて、各プ
ロセッサが、送受信するデータの範囲を算出する(ステ
ップ202)。 【００３５】例えば、プロセッサ識別子101(プロセッサ
5)のプロセッサは、通信ステップ０において、通信相手
がプロセッサ001(プロセッサ1)であることから、データ
転送前に、プロセッサ101が所有しているデータの集合
(つまり、A(5,0:7))と、データ転送後に、プロセッサ00
0,001,010,011が所有しているデータの集合(つまり、A
(0:7,0:3))との積、即ち、A(5,0:3)を送信し、データ転
送前に、プロセッサ001が所有しているデータの集合(つ
まり、A(1,0:7))と、データ転送後に、プロセッサ100,1
01,110,111が所有しているデータの集合(つまり、A(0:
7,4:7))との積、即ち、A(1,4:7)を受信する。 【００３６】通信ステップ１において、通信相手がプロ
セッサ111(プロセッサ7)であることから、データ転送前
に、プロセッサ001,101が所有しているデータの集合(つ
まり、A(1,0:7),A(5,0:7))と、データ転送後に、プロセ
ッサ110,111が所有しているデータの集合(つまり、A(0:
7,6:7))との積、即ち、A(1,6:7),A(5,6:7)を送信し、デ
ータ転送前に、プロセッサ011,111が所有しているデー
タの集合(つまり、A(3,0:7),A(7,0:7))と、データ転送
後に、プロセッサ100,101が所有しているデータの集合
(つまり、A(0:7,4:5))との積、即ち、A(3,4:5),A(7,4:
5)を受信する。 【００３７】通信ステップ２において、通信相手がプロ
セッサ100(プロセッサ4)であることから、データ転送前
に、プロセッサ001,011,101,111が所有しているデータ
の集合(つまり、A(1,0:7),A(3,0:7),A(5,0:7),A(7,0:
7))と、データ転送後に、プロセッサ100が所有している
データの集合（つまり、A(0:7,4))との積、即ち、A(1,
4),A(3,4),A(5,4),A(7,4)を送信し、データ転送前に、
プロセッサ000,010,100,110が所有しているデータの集
合(つまり、A(0,0:7),A(2,0:7),A(4,0:7),A(6,0:7))
と、データ転送後に、プロセッサ101が所有しているデ
ータの集合(つまり、A(0:7,5))との積、即ち、A(0,5),A
(2,5),A(4,5),A(6,5)を受信する。他のプロセッサに関
しても同様である。上記スケジュリング手段１１が決定
したスケジュリング及び、上記データ転送範囲解析手段
１２が算出した各データ転送の通信ステップにおけるデ
ータ転送の送信範囲と受信範囲の情報に基づき、データ
転送手段１３が、実際にデータ転送を行う(ステップ20
3)。 【００３８】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によると全
プロセッサと通信を行うのと比べて、通信ステップ数が
削減されるため、分散メモリ型マルチプロセッサシステ
ムのデータ転送において、データ転送の起動時間が短縮
されるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態における動作の一例を示す流れ図
である。 【図３】本実施の形態における転送されるデータ例を示
す図である。 【図４】本実施の形態で各ステップにおけるデータ転送
を行うプロセッサの対の一実施例を示す図である。 【符号の説明】 １ データ転送スケジュリング方式 １１ スケジュリング手段 １２ データ転送範囲解析手段 １３ データ転送手段
である。 【図３】本実施の形態における転送されるデータ例を示
す図である。 【図４】本実施の形態で各ステップにおけるデータ転送
を行うプロセッサの対の一実施例を示す図である。 【符号の説明】 １ データ転送スケジュリング方式 １１ スケジュリング手段 １２ データ転送範囲解析手段 １３ データ転送手段
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06F 15/177
G06F 15/16
G06F 17/16
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 分散メモリ型マルチプロセッサシステム
上で、N台のプロセッサの各々が、他のN-1台のプロセッ
サに対して送信及び受信しなければならないデータを持
つようなデータ転送パタンのデータ転送において、 各プロセッサが他のｍ（但し、ｍはＮ＝２ｍを満たす整
数とする）台のプロセッサと通信を行うときに、各通信
ステップi (i=0,1,2,...,m-1とする)において、送信元
プロセッサのプロセッサ識別子を2進表示した値の左端
の桁を１桁目として左端からi+1桁目のビットを反転し
た値をプロセッサ識別子とするプロセッサを転送相手プ
ロセッサとし、通信するプロセッサの順序をスケジュリ
ングするスケジュリング手段と、 前記スケジュリング手段により算出されたスケジュリン
グにより行わなければならない送信及び受信データのプ
ロセッサ間の授受を達成するために、各通信ステップi
(i=0,1,2,...,m-1とする)において、プロセッサ識別子
Ｋのプロセッサ（プロセッサＫ）の転送相手プロセッサ
のプロセッサ識別子をＬとしたとき、Ｋを2進表示した
時に上からi桁目までのビットを全て0にした数をp、Ｌ
を2進表示した時に上からi+1桁目より下のビットを全て
0にした数をqとし、データ転送前にプロセッサp+(j-1)
２ ｍ−ｉ (j=1,2,3,...,2 ｉ とする)が所有しているデー
タの範囲の集合と、データ転送後にプロセッサq+j (j=
0,1,...,2 ｍ−ｉ−１ -1とする)が所有しているデータの
範囲の集合との積を、プロセッサＫの送信範囲とし、Ｌ
を2進表示した時に上からi桁目までのビットを全て0に
した数をr、Ｋを2進表示した時に上からi+1桁目より下
のビットを全て0にした数をsとし、データ転送前にプロ
セッサr+(j-1)2 ｍ−ｉ (j=1,2,3,...,2 ｉ とする)が所
有しているデータの範囲の集合と、データ転送後にプロ
セッサs+j (j=0,1,...,2 ｍ−ｉ−１ -1とする)が所有し
ているデータの範囲の集合との積を、プロセッサＫの受
信範囲とするデータ転送の範囲を算出するデータ転送範
囲解析手段と、 前記スケジュリング手段と前記データ転送範囲解析手段
との算出結果に基づき、各通信ステップにおいて、各プ
ロセッサはスケジュリングされたデータ転送相手に対し
て、算出されたデータ転送範囲情報の示すデータの送受
信を行うデータ転送手段と、 を備えることを特徴とするデータ転送スケジュリング方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04347998A JP3371793B2 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | データ転送スケジュリング方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04347998A JP3371793B2 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | データ転送スケジュリング方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11242662A JPH11242662A (ja) | 1999-09-07 |
| JP3371793B2 true JP3371793B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=12664870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04347998A Expired - Fee Related JP3371793B2 (ja) | 1998-02-25 | 1998-02-25 | データ転送スケジュリング方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3371793B2 (ja) |
-
1998
- 1998-02-25 JP JP04347998A patent/JP3371793B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「並列処理シンポジウムＪＳＰＰ’９５」（１９９５−５）Ｐ．３６１−３７６ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11242662A (ja) | 1999-09-07 |
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