JPH01319864A - ベクトルマスクの制御方式 - Google Patents

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〕 本発明はベクトルマスク制御方式に関し、特に配列デー
タの演算においてマスク制御付きベクトル命令を実行す
ることができる情報処理装置におけるベクトルマスク制
御方式に関する。

〔従来の技術〕

科学技術計算においては配列データを取り扱う場合が非
常に多く、この配列データに対する演算はしばしば各々
の配列要素に対する同一の演算の繰返しとなる。

そこで、配列データを取り扱う情報処理装置においては
、このような配列要素に対する同一の演算の繰返しを高
速に取り扱うための専用の命令、いわゆるベクトル命令
が実行されている。

このようなベクトル命令の実行に基づく配列データの演
算では、無条件に全ての配列要素に対して演算が行われ
る場合の他に特定の条件を満足する配列要素に対しての
み演算を施す必要が生じる場合（条件付きのベクトル演
算が行われる場合）がある。

後者の場合の一例としては、第２図に示すようすＦ　Ｏ
ＲＴ　ＲＡ　Ｎで記述されたプログラムによる配列デー
タの演算がある。

このプログラムによる配列データの演算では、各々Ｎ個
の配列要素からなる配列データＡ　（１）Ｂ　（１）　
、　Ｃ（１）およびＤ　（１）と別個の数値データ（固
定値）Ｅとが用意され、Ａ　（＋）のｉ番目（ｉ＝１〜
Ｎ）の配列要素Ａｉが「０」以上である場合にはＣ（＋
）およびＤ　（１）のそれぞれのｉ番目の配列要素Ｃｉ
およびＤｉの積が計算されその結果がＢ　（１）のｉ番
目の配列要素Ｂｉとされ、Ａｉが負の値である場合には
ＢｉにはＥが代入される。

上述のような条件付きのベクトル演算を高速に実行する
ためのサポート方法としては、ベクトルマスク生成命令
に基づき生成されたベクトルマスクデータによりマスク
指定されている配列要素（抑止要指示が行われている配
列要素）以外の配列要素（抑止不要指示が行われている
配列要素）についてのみの演算を指示するマスク制御付
きベクトル命令（以下、このようなマスク制御付きベク
トル命令以外のベクトル命令を「通常のベクトル命令」
という）の実行に基づくベクトルマスク制御方式が存在
する。

従来のベクトルマスク制御方式により第２図に示すプロ
グラムにおける条件付きのベクトル演算が行われる場合
には、第３図の流れ図（第２図に示すプログラムの実行
手順を示す流れ図）に示すように、まずマスク生成命令
の実行により第２図に示すプログラム中の行番号２０の
Ｉ　Ｆ”文に対応するベクトルマスクデータＭＡＳＫｉ
　　（ｉ＝ｌ−Ｎ）が生成される。すなわち、Ａｉ≧０
の場合には対応する（ｉの値が等しい）ＭＡＳＫｉの内
容が「ｌ」とされ、そうでない場合にはＭＡＳＫｉの内
容が「０」とされる。一般には、このＭＡＳＫｉは主記
憶上に格納されたり、ベクトルマスクレジスタとして専
用に設けられたレジスタ中のレジスタファイルに格納さ
れたりする（マスク生成命令実行ステップ３１）。

次に、上述のようにして生成されたＭＡＳＫｉに基づい
てマスク付きベクトル乗算命令（マスク制御付きベクト
ル命令の１つ）が実行される。すなわち、ＭＡＳＫｉ−
１であるｉに対応する乗算結果（ｒｃｉ＊ＤｉＪ）のみ
がＢｉに格納される（ＭＡＳＫｉ＝０であるｉに対応す
るＢｉは不変である）（マスク付きヘクトル乗算命令実
行ステップ３２）。

ステップ３２の処理が終了すると、ＭＡＳＫｉに基づい
てさらにマスク付きベクトル移送命令（マスク制御付き
ベクトル命令の１つ）が実行される。

すなわち、ＭＡＳＫｉ＝Ｏであるｉに対応するＢｉのみ
にＥが移送される（マスク付きベクトル移送命令実行ス
テップ３３）。

なお、ＭＡＳＫｉが０か１かいずれの場合に乗算や移送
等をを効に行うかという切分けは、ソフトウェア中の命
令コードの指定等の方法で行うことが可能になっている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のベクトルマスク制御方式の採用により、
ループ中に条件を含むような条件付きのベクトル演算を
行うプログラムであっても情報処理装置上での実行効率
を高めることが可能となった。

しかし、例えば第２図に示すプログラム中の行番号２０
のＩＦ文の結果に基づいて生成されるＭＡＳＫｉが「０
」となるときとｒｌＪとなるときとが均等に近い場合も
あれば、逆に通常の入力データであればＭＡＳＫｉが「
０」またはｒｌＪということが生じ得ないということが
あらかじめ分かっている場合もある。

後者のような場合には、無条件で第３図に示すような実
行手順で処理を行うとマスク付きベクトル乗算命令およ
びマスク付きヘクトル移送命令の一方は演算が必ず行わ
れるにもかかわらずステップ３２および３３の処理にお
けるＭＡＳＫｉの判定（判定結果が決まっている無駄な
判定）が実行されることになる。

このように、従来のベクトルマスク制御方式では、対象
配列データ（マスク制御付きベクトル命令の実行の対象
の配列データ）の全ての配列要素についてベクトルマス
クデータの内容が抑止要指示（所定の演算処理を行わな
い旨の指示）である場合にベクトルマスクデータについ
ての無駄な判定が行われ、高速であるはずのベクトル演
算の効果が発揮できないという欠点がある。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、ベクトルマスクデー
タについての無駄な判定を省くことができ、ベクトル演
算の高速化を実現できるベクトルマスク制御方式を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のベクトルマスク制御方式は、通常のベクトル命
令、ベクトルマスク生成命令およびマスク制御付きベク
トル命令が実行される情報処理装置におけるベクトルマ
スク制御方式において、ベクトルマスク生成命令に基づ
きベクトルマスクデータを生成するベクトルマスクデー
タ生成手段と、このベクトルマスクデータ生成手段によ
り生成されたベクトルマスクデータの内容が対象配列デ
ータの全ての配列要素について抑止要指示であるか否か
を判定する抑止要指示判定手段と、この抑止要指示判定
手段の判定によりベクトルマスクデータの内容が対象配
列データの全ての配列要素について抑止要指示である場
合にマスク特殊制御フラグを設定するマスク特殊制御フ
ラグ設定手段と、このマスク特殊制御フラグ設定手段に
よりマスク特殊制御ｎフラグが設定されている場合にマ
スク制御付きベクトル命令の実行時に前記ベクトルマス
クデータ生成手段により生成されたベクトルマスクデー
タを参照せずに無動作命令の演算を実行する演算実行手
段とを有する。

〔作用〕

本発明のベクトルマスク制御方式では、ベクトルマスク
データ生成手段がベクトルマスク生成命令に基づきベク
トルマスクデータを生成し、抑止要指示判定手段がベク
トルマスクデータ生成手段により生成されたベクトルマ
スクデータの内容が対象配列データの全ての配列要素に
ついて抑止要指示であるか否かを判定し、マスク特殊制
御フラグ設定手段が抑止要指示判定手段の判定によりベ
クトルマスクデータの内容が対象配列データの全ての配
列要素について抑止要指示である場合にマスク特殊制御
フラグを設定し、演算実行手段がマスク特殊制御フラグ
設定手段によりマスク特殊制御フラグが設定されている
場合にマスク制御付きベクトル命令の実行時にベクトル
マスクデータ生成手段により生成されたベクトルマスク
データを参照せずに無動作命令の演算を実行する。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明のベクトルマスク制御方式の一実施例
が適用される情報処理装置の構成を示すブロック図であ
る。この情報処理装置は、通常のヘクトル命令、ベクト
ルマスク生成命令およびマスク制御付きベクトル命令が
実行され、マスク生成用オペランドレジスタ１および２
（ＯＰＩおよび０Ｐ２）と、比較回路３と、マスクデー
タレジスタ４　（ＭＡＳＫＲ）と、マスク特殊制御フラ
グ設定部５と、命令語レジスタ６　　（ｒＮｓＴ）と、
命令デコーダ７　（ＤＥＣ）と、演算回路部８とを含ん
で構成されている。

本実施例のベクトルマスク制御方式は、ベクトルマスク
生成命令に基づきベクトルマスクデータを生成するベク
トルマスクデータ生成手段と、ベクトルマスクデータ生
成手段により生成されたベクトルマスクデータの内容が
対象配列データの全ての配列要素につ（ごて抑止要指示
であるか否かを判定する抑止要指示判定手段と、抑止要
指示判定手段の判定によりベクトルマスクデータの内容
が対象配列データの全ての配列要素について抑止要指示
である場合にマスク特殊制御フラグ（マスク制御付きベ
クトル命令を無動作命令として取り扱うことを示すフラ
グ）を設定するマスク特殊制御フラグ設定手段と、マス
ク特殊制御フラグ設定手段によりマスク特殊制御フラグ
が設定されている場合にマスク制御付きベクトル命令の
実行時にベクトルマスクデータ生成手段により生成され
たベクトルマスクデータを参照せずに無動作命令の演算
（配列データの参照および演算等を一切行わない処理）
を実行する演算実行手段とを有している。

ここで、第１図中のマスク生成用オペランドレジスタｌ
および２．比較回路３．マスクデータレジスタ４．命令
語レジスタ６ならびに命令デコーダ７によりベクトルマ
スクデータ生成手段が実現され、比較回路３により抑止
要指示判定手段が実現され、マスク特殊制御フラグ設定
部５によりマスク特殊制御フラグ設定手段が実現され、
命令語レジスタ６、命令デコーダ７および演算回路部８
により演算実行手段が実現される。

次に、このように構成された本実施例のベクトルマスク
制御方式の動作について説明する。なお、ここでは第２
図に示すプログラムにおける条件付きのヘクトル演算が
行われる場合の動作について説明する。

第２図に示すプログラムのベクトル演算が行われる場合
には、まずマスク生成用オペランドレジスタｌおよび２
に、マスク生成用のデータ（配列データＡ（【）および
数値データ「０」　（行番号２０のＩＦ文でＡ　（＋）
と比較されるデータ））がセットされる。

次に、命令語レジスタ６にマスク生成命令がセットされ
ると、命令デコーダ７によりそのマスク生成命令がデコ
ードされる。

さらに、そのマスク生成命令により示される大小比較指
示（Ａ　（１）　　（Ａ　（１）に含まれる各配列要素
Ａｉ）と「０」との大小を比較する指示）が、命令デコ
ーダ７から比較回路３に対して送出される。

この大小比較指示に基づいて「Ａｉく０」の条件が比較
回路３により検出されれば、マスク付きベクトル乗算命
令に対する抑止要指示である「０」がマスクデータレジ
スタ４の最下位ビット（この時点でＡｉに対応するベク
トルマスクデータ（ＭＡＳＫ＋）を示すビット）に入力
され、それまでマスクデータレジスタ４に格納されてい
た直前の配列要素までのベクトルマスクデータは全て１
ピントだけ上位にシフトされる。

また、上述の大小比較指示に基づいて「Ａｌ２Ｏ」の条
件が比較回路３により検出されれば、マスク付きベクト
ル移送命令に対する抑止要指示である「１」がマスクデ
ータレジスタ４の最下位ピントに入力され、それまでマ
スクデータレジスタ４に格納されていた直前の配列要素
までのマスクデータは全て１ビツトだけ上位にシフトさ
れる。

マスクデータレジスタ４に生成されるベクトルマスクデ
ータはｌツー１分が完成する毎に主記憶（図示せず）に
格納されていく。

上述のベクトルマスクデータの生成と同時に、マスク特
殊制御フラグ設定部５によりマスク生成命令に基づいて
生成されたベクトルマスクデータが全て「０」であるか
否かの判定およびそれらのベクトルマスクデータが全て
ｒｌＪであるか否かの判定が行われる。

上述の判定でベクトルマスクデータが全て［ＯＪである
場合には、マスク付きベクトル乗算命令に対するマスク
特殊制御フラグ「０」がマスク生成命令の実行の終了時
点でマスク特殊制御フラグ設定部５により設定される（
設定されたマスク特殊制御フラグはマスク特殊制御フラ
グ設定部５自身によって記憶される）。

上述の判定でベクトルマスクデータが全て「ｌＪである
場合には、マスク付きベクトル移送命令に対するマスク
特殊制御フラグ「１」がマスク生成命令の実行の終了時
点でマスク特殊制御フラグ設定部５により設定される（
上述の判定でベクトルマスクデータが全てｒＯＪでもな
く全てｒｌＪでもない場合にはマスク特殊制御フラグの
設定は行われない）（以上の処理が第３図中のステップ
３１の処理に該当する）。

次に、マスク付きベクトル乗算命令が命令レジスタ６に
セットされ、そのマスク付きベクトル乗算命令に基づく
演算が開始される。

この演算においては、マスク特殊制御フラグ設定部５に
マスク特殊制御フラグ「０」が設定されている場合〈マ
スク付きベクトル乗算命令にとってマスク特殊制御フラ
グ設定部５中の「０」がマスク特殊制御フラグであるこ
とは、その旨を示す特別の命令がマスク付きベクトル乗
算命令とともに命令語レジスタ６に与えられることやそ
の旨を示す情報がマスク付きベクトル乗算命令中に設定
されること等により認識される。マスク付きベクトル移
送命令におけるマスク特殊制御フラグ「１」についても
同様）には、命令デコーダ７によるマスク特殊制御フラ
グ「０」の参照に基づきマスク付きベクトル乗算命令が
あたかも無動作命令であるかのようにデコードされてそ
のデコードに基づく信号が命令デコーダ７から演算回路
部８に送出される。

したがって、マスク生成命令に基づいて生成されたベク
トルマスクデータは一切アクセス（参照）されることが
なくなり　（ベクトルマスクデータに基づく判定が行わ
れなくなり）、不要な判定のだめの実行時間の無駄がな
く全ての配列要素に対するマスク付きベクトル乗算命令
（このマスク付きベクトル乗算命令は無動作命令として
機能する）の実行が完了する（マスク付きベクトル乗算
命令が無動作命令として実行されることになるので、演
算の起動等は全く行われずに後続の命令の実行に移行す
ることになり、マスク付きベクトル乗算命令の実行時間
のオーバヘッドを完全に削減することができる）（以上
の処理が第３図中のステップ３２の処理に１亥当する）
。

さらに、マスク付きベクトル移送命令が命令レジスタ６
にセントされ、そのマスク付きベクトル移送命令に基づ
く演算が開始される。

この演算においては、マスク特殊制御ｎフラグ設定部５
にマスク特殊制御フラグｒｌＪが設定されている場合に
は、命令デコーダ７によるマスク特殊制御フラグｒｌＪ
の参照に基づきマスク付きベクトル移送命令があたかも
無動作命令であるかのようにデコードされてそのデコー
ドに基づく信号が命令デコーダ７から演算回路部８に送
出される。

したがって、マスク生成命令に基づいて生成されたベク
トルマスクデータは一切アクセスされることがなくなり
、不要な判定のための実行時間の無駄がな（全ての配列
要素に対するマスク付きベクトル移送命令（このマスク
付きベクトル移送命令は無動作命令として機能する）の
実行が完了する（以上の処理が第３図中のステップ３３
の処理に該当する）。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ベクトルマスクデータの
生成と同時に全ての配列要素に対応するベクトルマスク
データの内容が全て抑止要指示であるか否かを判定し全
て抑止要指示であることを検出した場合にはマスク特殊
制御フラグの設定を行いそのマスク特殊制御フラグを情
報処理装置における演算の制御に利用することにより、
ベクトルマスクデータについての無駄な判定を省くこと
ができ、ベクトル演算の高速化を実現できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例が適用される情報処理装置の
構成を示すブロック図、 第２図は条件付きのベクトル演算が行われるプログラム
（ＦＯＲＴＲＡＮにより記述されたプログラム）の−例
を示す図、 第３図は第２図に示すプログラムの実行手順を示す流れ
図である。 図において、 １．２・マスク生成用オペランドレジスタ、３・・・比
較回路、 ４・・・マスクデータレジスタ、 ５・・・マスク特殊制御フラグ設定部、６・・・命令語
レジスフ、 ７・・・命令デコーダ、 ８・・・演算回路部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 通常のベクトル命令、ベクトルマスク生成命令およびマ
   スク制御付きベクトル命令が実行される情報処理装置に
   おけるベクトルマスク制御方式において、 ベクトルマスク生成命令に基づきベクトルマスクデータ
   を生成するベクトルマスクデータ生成手段と、 このベクトルマスクデータ生成手段により生成されたベ
   クトルマスクデータの内容が対象配列データの全ての配
   列要素について抑止要指示であるか否かを判定する抑止
   要指示判定手段と、 この抑止要指示判定手段の判定によりベクトルマスクデ
   ータの内容が対象配列データの全ての配列要素について
   抑止要指示である場合にマスク特殊制御フラグを設定す
   るマスク特殊制御フラグ設定手段と、 このマスク特殊制御フラグ設定手段によりマスク特殊制
   御フラグが設定されている場合にマスク制御付きベクト
   ル命令の実行時に前記ベクトルマスクデータ生成手段に
   より生成されたベクトルマスクデータを参照せずに無動
   作命令の演算を実行する演算実行手段と を有することを特徴とするベクトルマスク制御方式。