JPH0254383A - アレイプロセッサ - Google Patents
アレイプロセッサInfo
- Publication number
- JPH0254383A JPH0254383A JP63205560A JP20556088A JPH0254383A JP H0254383 A JPH0254383 A JP H0254383A JP 63205560 A JP63205560 A JP 63205560A JP 20556088 A JP20556088 A JP 20556088A JP H0254383 A JPH0254383 A JP H0254383A
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- JP
- Japan
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- data
- registers
- local memory
- local
- memories
- Prior art date
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- Pending
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- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 65
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
- G06F15/76—Architectures of general purpose stored program computers
- G06F15/80—Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors
- G06F15/8007—Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors single instruction multiple data [SIMD] multiprocessors
- G06F15/8023—Two dimensional arrays, e.g. mesh, torus
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Advance Control (AREA)
- Memory System (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。
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〕
本発明はマトリックス状に配列された複数の処理要素に
より並列的にデータ処理を行い得るアレイプロセッサに
関する。
より並列的にデータ処理を行い得るアレイプロセッサに
関する。
第4図は従来のアレイプロセッサの構成を示すブロック
図であり、この例では9(flitの処理要素(PE)
11a〜lliが3行×3列のマトリックス状に配列さ
れている。そして、各処理要素(PE)lla〜lli
間はそれぞれ入出力線122〜12m+にて相互に隣り
相う同士が接続されている。
図であり、この例では9(flitの処理要素(PE)
11a〜lliが3行×3列のマトリックス状に配列さ
れている。そして、各処理要素(PE)lla〜lli
間はそれぞれ入出力線122〜12m+にて相互に隣り
相う同士が接続されている。
第5図は上述のアレイプロセッサを構成するそれぞれの
処理要素CPF、’)の−構成例を示すブロック図であ
る。なお、この第4図及び第5図に示された従来例は、
たとえば米国NCR社製品(GEOMHTRICAR夏
THMETICPSRALLf!L PROCH5SO
RNCR45CG72)の仕様書に示されている図を簡
略化したものである。
処理要素CPF、’)の−構成例を示すブロック図であ
る。なお、この第4図及び第5図に示された従来例は、
たとえば米国NCR社製品(GEOMHTRICAR夏
THMETICPSRALLf!L PROCH5SO
RNCR45CG72)の仕様書に示されている図を簡
略化したものである。
第5図において、1は算術論理演算部(以下、ALUと
称す)であり、この例では第1及び第2の二つのレジス
タ2a、 2bからデータが与えられ、両者をオペラン
ドとして算術論理演算を行う、このALUIによる演算
結果は再度第1のレジスタ2aへ直接入力されるか、ま
たは局所メモリ部3に格納される。
称す)であり、この例では第1及び第2の二つのレジス
タ2a、 2bからデータが与えられ、両者をオペラン
ドとして算術論理演算を行う、このALUIによる演算
結果は再度第1のレジスタ2aへ直接入力されるか、ま
たは局所メモリ部3に格納される。
レジスタ2a、 2bへは上述の局所メモリ部3からそ
れぞれデータが与えられる他、インタフェイス回路5を
介して入出力線6がらそれぞれデータが与えられる。
れぞれデータが与えられる他、インタフェイス回路5を
介して入出力線6がらそれぞれデータが与えられる。
局所メモリ部3はインクフェイス回路5から、あるいは
両レジスタ2a、 2bから、更にはALUIがら与え
られるデータを格納し、それぞれに対してデータを出力
する。この局所メモリ部3のデータ入出力は外部から与
えられるアドレス入力4cに従って行われる。
両レジスタ2a、 2bから、更にはALUIがら与え
られるデータを格納し、それぞれに対してデータを出力
する。この局所メモリ部3のデータ入出力は外部から与
えられるアドレス入力4cに従って行われる。
インタフェイス回路5はレジスタ2a、 2b及び局所
メモリ部3に接続され、且つ入出方線6を介して外部と
接続されている。
メモリ部3に接続され、且つ入出方線6を介して外部と
接続されている。
このような従来のアレイプロセッサの動作は以下の如く
である。
である。
ALUIは両レジスタ2a、 2bからデータを受取り
、これらをオペランドとして算術論理演算を行い、その
結果を第1のレジスタ2a及び局所メモリ部3に出力す
る。また局所メモリ部3は、両レジスタ2a、 2bま
たはインタフェイス回路5との間でデータ転送を行い、
インタフェイス回路5は入出力線6を介して外部とのデ
ータ転送を行う。
、これらをオペランドとして算術論理演算を行い、その
結果を第1のレジスタ2a及び局所メモリ部3に出力す
る。また局所メモリ部3は、両レジスタ2a、 2bま
たはインタフェイス回路5との間でデータ転送を行い、
インタフェイス回路5は入出力線6を介して外部とのデ
ータ転送を行う。
但し、以上の動作は同一のシステム資源を用いて同時に
行うことは出来ない。
行うことは出来ない。
このような第5図に示す如きそれぞれの処理要素(PE
)が第4図に示す如く多数配列されてアレイプロセッサ
が構成されている。従って、アレイプロセッサでは、そ
れぞれの処理要素(PR)が−上述の如き動作をそれぞ
れ並列して同時に実行するため、全体としての処理速度
が迅速化される。
)が第4図に示す如く多数配列されてアレイプロセッサ
が構成されている。従って、アレイプロセッサでは、そ
れぞれの処理要素(PR)が−上述の如き動作をそれぞ
れ並列して同時に実行するため、全体としての処理速度
が迅速化される。
このようにアレイプロセッサは、多数の処理要素を用い
て高速処理を行うものであるが、従来のアレイプロセッ
サの個々の処理要素は上述の如く構成されているため、
それぞれの処理要素について局所メモリがそれぞれひと
つずつしか備えられていない。従って、ALUの処理に
必要な複数のデータを局所メモリから演算器の入力とな
るレジスタに読出すためにはデータの数と同じ回数局所
メモリをアクセスする必要があり、この複数回のメモリ
アクセスがALUの使用効率を低下させ、アレイプロセ
ッサ全体としての処理速度向上の妨げになっている。
て高速処理を行うものであるが、従来のアレイプロセッ
サの個々の処理要素は上述の如く構成されているため、
それぞれの処理要素について局所メモリがそれぞれひと
つずつしか備えられていない。従って、ALUの処理に
必要な複数のデータを局所メモリから演算器の入力とな
るレジスタに読出すためにはデータの数と同じ回数局所
メモリをアクセスする必要があり、この複数回のメモリ
アクセスがALUの使用効率を低下させ、アレイプロセ
ッサ全体としての処理速度向上の妨げになっている。
具体的には、たとえば2数の加算を行う場合、まず第1
の数を第1のレジスタ2aが局所メモリ部3から読出し
て記憶し、次に第2の数を第2のレジスタ2bが局所メ
モリ部3から読出して記憶し、この後に両レジスタ2a
、 2bからALU1がそれぞれに記憶されている数を
読出して加算の演算処理を行う、という手順が必要であ
る。
の数を第1のレジスタ2aが局所メモリ部3から読出し
て記憶し、次に第2の数を第2のレジスタ2bが局所メ
モリ部3から読出して記憶し、この後に両レジスタ2a
、 2bからALU1がそれぞれに記憶されている数を
読出して加算の演算処理を行う、という手順が必要であ
る。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
アレイプロセッサのそれぞれの処理要素への制御入力の
数を大きくは増加させることなく、局所メモリへのアク
セス回数を減少することにより高速処理を可能としたア
レイプロセッサの提供を目的とする。
アレイプロセッサのそれぞれの処理要素への制御入力の
数を大きくは増加させることなく、局所メモリへのアク
セス回数を減少することにより高速処理を可能としたア
レイプロセッサの提供を目的とする。
本発明のプレイプロセッサは、第1の発明ではそれぞれ
の処理要素内に複数の局所メモリを備え、これらを同時
アクセス可能に構成してあり、第2の発明では処理要素
内に複数のポートを有する局所メモリを備え、それぞれ
のポートを同時にアクセス可能に構成しである。
の処理要素内に複数の局所メモリを備え、これらを同時
アクセス可能に構成してあり、第2の発明では処理要素
内に複数のポートを有する局所メモリを備え、それぞれ
のポートを同時にアクセス可能に構成しである。
本発明のアレイプロセッサでは、第1の発明ではそれぞ
れの処理要素内に備えられた複数の局所メモリが同時ア
クセスされ、第2の発明では複数のポートを介して一つ
の局所メモリが同時アクセスされる。
れの処理要素内に備えられた複数の局所メモリが同時ア
クセスされ、第2の発明では複数のポートを介して一つ
の局所メモリが同時アクセスされる。
以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述す
る。
る。
第1図は本発明に係るアレイプロセッサを構成するそれ
ぞれの処理要素(PE)の構成を示すプロッり図である
。なお、本発明のアレイプロセッサの全体構成は前述の
従来例を示す第4図の構成と同様であり、また以下の説
明においては従来例と同様の構成部分には同一の参照符
号を付与しである。
ぞれの処理要素(PE)の構成を示すプロッり図である
。なお、本発明のアレイプロセッサの全体構成は前述の
従来例を示す第4図の構成と同様であり、また以下の説
明においては従来例と同様の構成部分には同一の参照符
号を付与しである。
第1図において、1は算術論理演算部(以下、ALU
と称す)であり、この例では第1及び第2の二つのレジ
スタ2a、 2bからデータが与えられ、両者をオペラ
ンドとして算術論理演算を行う。このALUIによる演
算結果は再度箱1のレジスタ2aへ直接入力されるか、
または局所メモリ部3に格納される。
と称す)であり、この例では第1及び第2の二つのレジ
スタ2a、 2bからデータが与えられ、両者をオペラ
ンドとして算術論理演算を行う。このALUIによる演
算結果は再度箱1のレジスタ2aへ直接入力されるか、
または局所メモリ部3に格納される。
レジスタ2a、 2bへは上述の局所メモリ部3からそ
れぞれデータが与えられる他、インタフェイス回路5を
介して入出力線6からそれぞれデータが与えられる。
れぞれデータが与えられる他、インタフェイス回路5を
介して入出力線6からそれぞれデータが与えられる。
局所メモリ部3は、第1及び第2の局所メモリ3a、
3bにて構成されている。局所メモリ3a、 3bはそ
れぞれインタフェイス回路5から、あるいは両^LIJ
Iから与えられるデータを格納し、それぞれに対してデ
ータを出力することは前述の従来例同様であるが、両レ
ジスタ2a、 2bについてはそれぞれが独立して同時
にアクセス可能である。この局所メモリ3a、 3bの
データ入出力は外部から与えられるアドレス人力4a、
4bに従ってそれぞれ行なわれる。
3bにて構成されている。局所メモリ3a、 3bはそ
れぞれインタフェイス回路5から、あるいは両^LIJ
Iから与えられるデータを格納し、それぞれに対してデ
ータを出力することは前述の従来例同様であるが、両レ
ジスタ2a、 2bについてはそれぞれが独立して同時
にアクセス可能である。この局所メモリ3a、 3bの
データ入出力は外部から与えられるアドレス人力4a、
4bに従ってそれぞれ行なわれる。
インタフェイス回路5はレジスタ2a、 2b及び両局
所メモリ3a、 3bに接続され、且つ入出力線6を介
して外部と接続されている。
所メモリ3a、 3bに接続され、且つ入出力線6を介
して外部と接続されている。
このような本発明のアレイプロセッサの動作は以下の如
くである。
くである。
ALIIIは両レジスタ2a、 2bからデータを受取
り、これらをオペランドとして算術論理演算を行い、そ
の結果を第1のレジスタ2a及び両局所メモリ3 a
+3bにて構成される局所メモリ部3に出力する。また
両局所メモリ3a、 3bは、両レジスタ2a、 2b
またはインタフェイス回路5との間でデータ転送を行い
、インタフェイス回路5は入出力線6を介して外部との
データ転送を行う。
り、これらをオペランドとして算術論理演算を行い、そ
の結果を第1のレジスタ2a及び両局所メモリ3 a
+3bにて構成される局所メモリ部3に出力する。また
両局所メモリ3a、 3bは、両レジスタ2a、 2b
またはインタフェイス回路5との間でデータ転送を行い
、インタフェイス回路5は入出力線6を介して外部との
データ転送を行う。
ところで、第1の局所メモリ3aは第1のレジスタ2a
及びALUIの入出力と接続され、また第2の局所メモ
リ3bは第2のレジスタ2bと接続されているため、二
つのレジスタ2a、 2bへのデータの続出し及びイン
タフェイス回路5を介しての外部とのデータ転送、第1
及び第2の局所メモリ3a、 3bへのアクセスは総て
同時に実行することが可能である。
及びALUIの入出力と接続され、また第2の局所メモ
リ3bは第2のレジスタ2bと接続されているため、二
つのレジスタ2a、 2bへのデータの続出し及びイン
タフェイス回路5を介しての外部とのデータ転送、第1
及び第2の局所メモリ3a、 3bへのアクセスは総て
同時に実行することが可能である。
−例として前述同様の2数の加算の例では、加算対象の
2数のデータをそれぞれ局所メモリ部3の両局所メモリ
3a、 3bに入力しておき、両レジスタ2a、 2b
がそれぞれ両局所メモリ3a、 3bから同時に加算対
象のデータを読出して記憶する。そして、両レジスタ2
a、 2bに記憶されているデータをALUIが読出し
て加算の演算処理を行う。従って、局所メモリ部3への
アクセスは加算1回について1回で済み、従来例に比し
てALUIの処理効率が向上する。
2数のデータをそれぞれ局所メモリ部3の両局所メモリ
3a、 3bに入力しておき、両レジスタ2a、 2b
がそれぞれ両局所メモリ3a、 3bから同時に加算対
象のデータを読出して記憶する。そして、両レジスタ2
a、 2bに記憶されているデータをALUIが読出し
て加算の演算処理を行う。従って、局所メモリ部3への
アクセスは加算1回について1回で済み、従来例に比し
てALUIの処理効率が向上する。
一般に、アレイプロセッサの処理要素は集積回路を構成
する際の面積等に加えられる制限等の理由から、簡単な
構成に構成することが望ましい。
する際の面積等に加えられる制限等の理由から、簡単な
構成に構成することが望ましい。
また、複雑な計算処理に際しては、上述のような2数の
加算の如き単純な演算を多数回反復することが多い。従
って、上記実施例の如く、局所メモリ部3に二つの局所
メモリ3a、 3bを備えてそれぞれを二つのレジスタ
2a、 2bから同時に独立的にアクセス可能に構成す
れば、アレイプロセッサの処理速度は大きく向上する。
加算の如き単純な演算を多数回反復することが多い。従
って、上記実施例の如く、局所メモリ部3に二つの局所
メモリ3a、 3bを備えてそれぞれを二つのレジスタ
2a、 2bから同時に独立的にアクセス可能に構成す
れば、アレイプロセッサの処理速度は大きく向上する。
なお、この実施例ではレジスタ2a、 2bおよ局所メ
モリ3a、 3b共それぞれ二つずつ備える構成を採っ
ているが、それ以上でもよいことは勿論である。
モリ3a、 3b共それぞれ二つずつ備える構成を採っ
ているが、それ以上でもよいことは勿論である。
また、上記実施例では局所メモリ部3の両局所メモリ3
a、 3bに対するアドレス制御を第1及び第2のアド
レス人力4a、 4bにてそれぞれ個別に行っているが
、第2図に示す如く、同一のアドレス入力4cにて制御
することも勿論可能である。この場合、たとえば前述同
様の2数の加算の例であれば、両局所メモリ3a、 3
bに同一のアドレス入力4Cを与えて加算対象の2数の
データを同一のアドレスに記憶させ、この同一のアドレ
スから両レジスタ2a。
a、 3bに対するアドレス制御を第1及び第2のアド
レス人力4a、 4bにてそれぞれ個別に行っているが
、第2図に示す如く、同一のアドレス入力4cにて制御
することも勿論可能である。この場合、たとえば前述同
様の2数の加算の例であれば、両局所メモリ3a、 3
bに同一のアドレス入力4Cを与えて加算対象の2数の
データを同一のアドレスに記憶させ、この同一のアドレ
スから両レジスタ2a。
2bへそれぞれデータを読出せばよい。
このような構成を採れば、それぞれの処理要素(PR)
に接続される制御線の数、即ちアドレス入力4cの数及
びこれに付随する制御信号の数を増加させる必要が無い
。
に接続される制御線の数、即ちアドレス入力4cの数及
びこれに付随する制御信号の数を増加させる必要が無い
。
また更に、上記実施例では局所メモリ部3を二つの独立
した局所メモリ3a、 3bにて構成したが、たとえば
第3図に示す如く、複数のボートを有する単一のメモリ
にて構成することも可能である。
した局所メモリ3a、 3bにて構成したが、たとえば
第3図に示す如く、複数のボートを有する単一のメモリ
にて構成することも可能である。
即ち、第3図に示す如く、局所メモリ部3はレジスタ2
a、 2bに対応して第1.第2の二つのボート10a
、 10bが備えられている。従って、第1図における
第1の局所メモリ3aの入出力端子に第1のボー)10
aを、第2の局所メモリ3bの入出力端子に第2のポー
) 10bを対応させれば、全く同様の動作が可能であ
る。
a、 2bに対応して第1.第2の二つのボート10a
、 10bが備えられている。従って、第1図における
第1の局所メモリ3aの入出力端子に第1のボー)10
aを、第2の局所メモリ3bの入出力端子に第2のポー
) 10bを対応させれば、全く同様の動作が可能であ
る。
以上に詳述した如く、本発明のアレイプロセッサによれ
ば、その処理要素の局所メモリ部を複数の独立した同時
にアクセス可能なメモリに構成し、あるいは同時にデー
タの続出し可能な複数のポートを備えたメモリにて構成
しているので、それぞれの処理要素におけるALUの処
理速度が向上し、アレイプロセッサ全体としての処理速
度が高速化される。
ば、その処理要素の局所メモリ部を複数の独立した同時
にアクセス可能なメモリに構成し、あるいは同時にデー
タの続出し可能な複数のポートを備えたメモリにて構成
しているので、それぞれの処理要素におけるALUの処
理速度が向上し、アレイプロセッサ全体としての処理速
度が高速化される。
第1図は本発明に係るアレイプロセッサの各処理要素の
構成を示すブロック図、第2図はそのアドレス入力を一
つにした構成例を示すブロック図、第3図は本発明のア
レイプロセッサの第2の実施例の構成を示すブロック図
、第4図及び第5図は従来のアレイプロセッサの全体構
成及びその処理要素を示すブロック図である。 PR・・・処理要素 1・・・ALU 2a、2
b・・・レジスタ3・・・局所メモリ部 3a、3b・
・・局所メモリ 10a。 10b・・・ポート なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
構成を示すブロック図、第2図はそのアドレス入力を一
つにした構成例を示すブロック図、第3図は本発明のア
レイプロセッサの第2の実施例の構成を示すブロック図
、第4図及び第5図は従来のアレイプロセッサの全体構
成及びその処理要素を示すブロック図である。 PR・・・処理要素 1・・・ALU 2a、2
b・・・レジスタ3・・・局所メモリ部 3a、3b・
・・局所メモリ 10a。 10b・・・ポート なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、算術論理演算部と、該算術論理演算部にデータを供
給する複数のレジスタと、前記複数のレジスタへデータ
が読出される局所メモリ部とを備えたデータ処理要素を
複数配列したアレイプロセッサにおいて、前記局所メモ
リ部は、前記複数のレジスタへそれぞれ同時にデータを
読出し可能な複数のメモリにて構成されていることを特
徴とするアレイプロセッサ。 2、算術論理演算部と、該算術論理演算部にデータを供
給する複数のレジスタと、前記複数のレジスタへデータ
が読出される局所メモリ部とを備えたデータ処理要素を
複数配列したアレイプロセッサにおいて、前記局所メモ
リ部は、前記複数のレジスタへそれぞれ同時にデータを
読出し可能な複数の出力ポートを有するメモリにて構成
されていることを特徴とするアレイプロセッサ。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63205560A JPH0254383A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | アレイプロセッサ |
US07/649,336 US5095527A (en) | 1988-08-18 | 1991-01-31 | Array processor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63205560A JPH0254383A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | アレイプロセッサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0254383A true JPH0254383A (ja) | 1990-02-23 |
Family
ID=16508917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63205560A Pending JPH0254383A (ja) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | アレイプロセッサ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5095527A (ja) |
JP (1) | JPH0254383A (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP0428770B1 (de) * | 1989-11-21 | 1995-02-01 | Deutsche ITT Industries GmbH | Datengesteuerter Arrayprozessor |
US5420994A (en) * | 1990-08-06 | 1995-05-30 | Ncr Corp. | Method for reading a multiple byte data element in a memory system with at least one cache and a main memory |
US5361370A (en) * | 1991-10-24 | 1994-11-01 | Intel Corporation | Single-instruction multiple-data processor having dual-ported local memory architecture for simultaneous data transmission on local memory ports and global port |
WO1994010638A1 (en) * | 1992-11-05 | 1994-05-11 | The Commonwealth Of Australia | Scalable dimensionless array |
US6298162B1 (en) | 1992-12-23 | 2001-10-02 | Lockheed Martin Corporation | Image compression/expansion using parallel decomposition/recomposition |
US6073185A (en) * | 1993-08-27 | 2000-06-06 | Teranex, Inc. | Parallel data processor |
US5537560A (en) * | 1994-03-01 | 1996-07-16 | Intel Corporation | Method and apparatus for conditionally generating a microinstruction that selects one of two values based upon control states of a microprocessor |
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US6067609A (en) * | 1998-04-09 | 2000-05-23 | Teranex, Inc. | Pattern generation and shift plane operations for a mesh connected computer |
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US5095527A (en) | 1992-03-10 |
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