JPH01175660A - マルチプロセッサシステム - Google Patents

マルチプロセッサシステム

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Publication number
JPH01175660A
JPH01175660A JP62334484A JP33448487A JPH01175660A JP H01175660 A JPH01175660 A JP H01175660A JP 62334484 A JP62334484 A JP 62334484A JP 33448487 A JP33448487 A JP 33448487A JP H01175660 A JPH01175660 A JP H01175660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit
processing elements
processing element
processing
multiprocessor system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62334484A
Other languages
English (en)
Inventor
Akiyoshi Wakaya
若谷 彰良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62334484A priority Critical patent/JPH01175660A/ja
Priority to US07/291,209 priority patent/US5060141A/en
Publication of JPH01175660A publication Critical patent/JPH01175660A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40Bus structure
    • G06F13/4004Coupling between buses
    • G06F13/4009Coupling between buses with data restructuring
    • G06F13/4018Coupling between buses with data restructuring with data-width conversion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multi Processors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、マルチプロセッサシステムに関する。
従来の技術 従来のマルチプロセッサシステムについて、ネットワー
ク構成図を参照して説明する。
第3図は、2の1乗、つまり一例として基数2の場合の
ネットワーク部分構成図を示し、第4図はn=4の場合
のネットワーク全体構成図を示す。
これらの図において、26〜32及び39〜54はプロ
セッシングエレメント、33〜38は双方向通信路を示
す。
この従来例は、一般にハイパーキューブと呼ばれている
ものである。N個(=21)のプロセッシングエレメン
トの中の任意のプロセッシングエレメント(P1、  
P2.  ・・・、  Pn)がプロセッシングエレメ
ント(Ql、  Q2.  ・・・+  Qr+)と通
信を行なう場合(但し、Pi及びQlはOかl)、送り
先の各ビット情報に一致する方向へをメツセージを転送
することにより可能となる。即ち、プロセッシングエレ
メント(P1、  P2.  ・・・、、Pn)と(Q
l、  Q2.  ・・・l  Qn)の異なるビット
をlプロセッシングエレメント間の転送により1ビツト
づつ変えて最終的に(Ql、  Q2.  ・・・+ 
 Qn)に到達する。
例えば、プロセッシングエレメント(1,0゜0)がプ
ロセッシングエレメント(0,1,1)へメツセージを
転送する場合、まずプロセッシングエレメントl、0.
O)へ転送し、次にプロセッシングエレメント(0,j
l、  O)に転送し、最後にプロセッシングニレメン
)(0,1,土)へ転送することにより完了する。従っ
て、プロセッシングエレメント(P1、  P2.  
・・・、Pn)と(Ql、  Q2.  ・・・、Qn
)の全ビットが異なっていればn回の転送が必要となる
つまり、任意のプロセッシングエレメント同志が通信を
する場合、最大n回の転送が必要となり、かつ配線は各
プロセッシングエレメントにn本必要となる。
すなわち一般に、N(=2’)個のプロセッシングエレ
メントを有するマルチプロセッサシステムでは、最大転
送回数は(log(N)/log(2))  (= n
 )回、配線は((log(N)/log(2)) X
rl  (=nXN)本必要となる。
これを任意のR(〉1の整数)について考えると、最大
転送は(log(N)/log(R))  (= n 
)回の転送と< (log(N)/loI!、(R))
 XN)  (=nXN)本の配線が必要となる。
発明が解決しようとする問題点 従来のマルチプロセッサシステムでは、R個のプロセッ
シングエレメント間て通信する場合、最大n回で転送を
終了しようとすれば、配線はNXIOg(N)X (R
−1)に比例した数だけ必要となり極めて多くなる。本
発明は、かかる問題点に鑑み、配線がNXRに比例した
数だけですむマルチプロセッサシステムを提供すること
を目的としている。
問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するために、本発明は、主たる処理要
素として、R(≧2)を基数としRn(n≧1)個のプ
ロセッシングエレメントと、前記プロセッシングエレメ
ントの中の第(PJ、  P2.  ・” ”+  P
’+  ・・・HP n−1,P rt )番目の先頭
から第i番目の1ビツトPi(1≦isn>に関して、
このプロセッシングエレメントの各1ビツトを全ビット
にわたって、右または左にサイクリックに1ビットシフ
トし且つその先頭から第i番目のlビットQiの値がO
から(R−1)までのR個の値をとるR個のプロセッシ
ングエレメントと前記第(P1、  P2.  ・・・
、Pi、・・・、  pi、  e * *、  Pn
−1゜Pn)番目のプロセッシングエレメントとが各々
情報を交換するための通信路を有することを特徴とする
マルチプロセッサシステムである。
作用 プロセッシングエレメント間の配Igjlを減らす。
実施例 本発明は、前記従来の欠点に鑑み、NXRに比例したの
配線量で従来例と同様の転送性能が得られることに着目
したものである。
こめ実施例のN=2のn乗、つまり基数2の場合のネッ
トワーク部分構成図を第1図に示し、n=4の場合のネ
ットワーク全体構成図を第2図に示す。これらの図にお
いて、1〜5及び10〜25はプロセッシングエレメン
ト、6〜9は単方向通信路を示す。
N個のプロセッシングエレメントの中の第(Pl、 P
2.  ・・・、Pn)番目のプロセッシングエレメン
トが第(Ql、  Q2.  ・・・、  Qn)番目
のプロセッシングエレメントと通信を行なう場合(但し
、Pi及びQi(ioかI)、送り先の先頭3項と自分
のプロセッシングエレメント番号の末尾3項が一致する
とき、つまり、現在メツセージが第(Pl、 r’2.
  ・・s、  Pn−2,0,1)番目のプロセッシ
ングエレメントにあって、送り先が第(0,1゜Q3.
 Q4.  ・・・、  Qn)番目のプロセッシング
エレメントならば、メツセージをまず第(P2.・・・
、Pロー2. 0. 1.  Q3)番目のプロセッシ
ングエレメントへ転送し、これを順次繰り返し転送する
ことにより可能となる。
例えば、プロセッシングエレメント(1,0゜0)がプ
ロセッシングエレメント(n、  1. 1)へメツセ
ージを転送する場合を以下で説明する。
l)プロセッシングエレメント01. 1. 1)の第
1項のみに着目すれば、 ■まずプロセッシングエレメント(0,0゜f:L)へ
転送し1ビツトをあわせる。
■次に第2項に着目してプロセッシングニレメン) (
0,n、工)に転送する。
■更に、第3項に着目してプロセッシングエレメント(
n、 1.工)に転送する。
従ってこの例では従来のハイパーキューブの場合の3回
の転送回数と同一である。ここで、このように到達プロ
セッシングエレメントの1ビツトのみに着目すれば、N
個のプロセッシングエレメントの中の第(P1、  P
2.  ・・・、Pn)番目のプロセッシングエレメン
トが第(Ql、  Q2.  ・・・。
Qn)番目のプロセッシングエレメントと通信を行なう
場合(但し、Pi及びQiは0かl)は、任意のプロセ
ッシングエレメント間の転送なは必ずn回の転送が必要
となり、転送回数が均一化される。
また、上記の例に於て、 2)送り手のプロセッシングエレメント(1゜O,!:
L>の第3項目と受は手のプロセッシングエレメント(
fl、  l、  1)の第1項目が同一であることに
若目し、この受は手の第2項に着目して、■まずプロセ
ッシングエレメント(0,fl。
1)へ転送し2ビツトをあわせる。
■次に第3項に着目してプロセッシングエレメント(豆
、土、1)に到達する。
従ってこの場合は従来のハイパーキューブの場合の3回
の転送回数よりも1回転送回数が少ない。
つまり、受は手の先頭のj項(≧1)と送り手のプロセ
ッシングエレメント番号の末尾のj項が一致するときは
一般に転送回数はn回よりも少なくなる。
また、送り先の先頭3個のようにプロセッシングエレメ
ント番号の割り当て方によっては、最後尾要素が通信先
にならない場合も考えられる。しかし、最後尾要素が通
信先になるように最割り当てをすることにより本発明と
同じ内容となる。
以上の説明によって明らかなように、R個のプロセッシ
ングエレメント間で通信する場合、最大n回で転送を終
了しようとすれば、配線はNXIog (N) X (
R−1)に比例した数だけ必要となフていたものが、本
発明によれば、NXRに比例した数だけですむ。これは
本発明が、各プロセッシングエレメントの転送による置
換可能な特定ビット(この例では最後尾lビットが例)
と、この特定ビットを1ビットシフトした各プロセッシ
ングエレメント閏で少ない結合をもつことによりはじめ
て可能となるものである。即ち、この特定ビットと互い
にビットシフトしたプロセッシングエレメント間の結合
構造が本発明の大きなポイントである。
また、本実施例では一例として基数Rとして各プロセッ
シングエレメントの最後尾の1ビツトに関して示したが
、これは必ずしも最後尾ビットの限るものではない。即
ち、任意のプロセッシングエレメント第(P1、  P
2.  ・・・、Pi、  ・◆・Pn−1,Pn)番
目のいずれか先頭から第賞番目の1ピツ)Pi(1≦1
nn)に関して、このプロセッシングエレメントの各1
ビツトを全ビットにわたって、右または左にサイクリッ
クに1ビットシフトし且つその先頭から第1番目のlビ
ットQ1のilσがOから(R−1)までのR個の値を
とるR個のプロセッシングエレメントと各々情報を交換
するための通信路を有するものである。
ここで、このR個のプロセッシングエレメントとは以下
の2種類である。
1)(P2.P3.−−−、QL  −” z  Pn
PI)番目(Qi =O〜(R−1))のR個のプロセ
ッシングエレメント。
2)(Pn、pl、sea、Qt+  see、Pn−
2,Pn−1)番目(Q i =0〜(R−1))のR
個のプロセッシングエレメント。
発明の効果 以上本発明により、マルチプロセッサシステムに於て最
大n回の転送回数を保持しながら且つ各プロセッシング
エレメント間の通信手段を少なくすることができる。従
って、マルチプロセッサシステムを実現するうえでの大
きな問題となる配線問題に1つの解決を与えるものとし
てきわめて工業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のマルチプロセッサシステムのN=2
のn乗、つまり基数2の場合のネットワーク部分構成図
、第2図は、n=4の場合のネットワーク全体構成図、
第3U!!′Iは、従来のマルチプロセッサシステムの
N=2のn乗、つまり基数2の場合のネットワーク部分
構成図、第4図は、n=4の場合のネットワーク全体構
成図である。 1〜5.10〜25・・・プロセッシングエレメント、
6〜9・・・単方向通信路。 代理人の氏名 弁理士 中圧敬具 はか1名第1図 第 2 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主たる処理要素として、R(≧2)を基数としR^n(
    n≧1)個のプロセッシングエレメントと、前記プロセ
    ッシングエレメントの中の第(P1、P2、・・・、P
    i、・・・、Pn−1、Pn)番目の先頭から第1番目
    の1ビットPi(1≦i≦n)に関して、このプロセッ
    シングエレメントの各1ビットを全ビットにわたって、
    右または左にサイクリックに1ビットシフトし且つその
    先頭から第i番目の1ビットQiの値が0から(R−1
    )までのR個の値をとるR個のプロセッシングエレメン
    トと前記第(P1、P2、・・・、Pi、・・・、Pn
    −1、Pn)番目のプロセッシングエレメントとが各々
    情報を交換するための通信路を有することを特徴とする
    マルチプロセッサシステム。
JP62334484A 1987-12-29 1987-12-29 マルチプロセッサシステム Pending JPH01175660A (ja)

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JP62334484A JPH01175660A (ja) 1987-12-29 1987-12-29 マルチプロセッサシステム
US07/291,209 US5060141A (en) 1987-12-29 1988-12-28 Multiprocessor system having unidirectional communication paths

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US5060141A (en) 1991-10-22

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