JPH0346078A - ベクトル処理システム - 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】 〔概　要〕 ベクトル命令に応じてベクトルデータを処理するベクト
ルデータ処理部を複数個持つベクトル処理システムに関
し、 少ないハードウェアの追加で広い性能レンジに対応する
ことを目的とし、 少なくとも１つの主記憶装置と、記憶制御装置と、少な
くとも１つのベクトルユニットとを有し、このベクトル
ユニットが複数分割されたベクトルデータの処理単位を
並行して処理するベクトル処理システムにおいて、ベク
トルユニットは、記憶制御装置に接続され、１つないし
複数のエレメントを処理単位とするベクトルデータ処理
を行うベクトルデータ処理部と、ベクトル命令を発行す
るベクトル命令制御部と、このベクトル命令制御部ある
いは他のベクトルユニット内のベクトル命令制御部の何
れか一方をベクトルデータ処理部に接続する選択手段と
を備え、１つないしは複数のベクトルデータ処理部が、
１つのベクトル命令制御部の発行するベクトル命令によ
って動作するように構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、ベクトル命令に応じてベクトルデータを処理
するベクトルデータ処理部を複数個持つベクトル処理シ
ステムに関するものである。

近年の科学技術計算を高速に行うベクトル計算機の発達
に伴い、ベクトル計算機に対する要求も多様化し、ベク
トル性能に対する要求とスカラ性能に対する要求とが様
々な割合で存在するようになってきている。また、ベク
トル計算機といえども、部分的な障害で全ベクトルユニ
ットが使用できないなどということは許されない場合も
存在するようになってきている。しかしながら、ベクト
ル計算機は科学技術計算向けの専用計算機であり、汎用
針′に機に比べて用途が限られており、これら全ての要
求に応えるために異なる計算機を開発することはできず
、ベクトルユニットとスカラユニットとを様々に組み合
わせることで全ての要求を満たすベクトル計算機が求め
られている。

〔従来の技術〕

従来のべり（−ル計算機の性能レンジを広げる工夫とし
ては、ベクトル演算器及びアクセスパイプラインの並列
度を可変にし、不必要なハードウェアを削減することに
より性能の向上を実現してきた。例えば、本出願人は既
に特願昭６３−２８０９９７号「ベクトル処理システム
」を提案しており、このベクトル処理システムによれば
１つのベクトル命令制御部に複数系のベクトル演算器、
アクセスパイプライン等を接続して、並列処理エレメン
ト数すなわち性能を上げることができる。

また、性能レンジを広げる他の工夫としては、スカラー
ユニットとベクトルユニットの組み合わせを１つのプロ
セッサ単位としたマルチプロセッサシステムを構威し、
プロセッサ台数を可変として性能レンジを広げる方式や
、高価なベクトルユニットを複数のスカラユニットで共
有してベクトル処理とスカラ処理との負荷バランスを調
整する方式などが考えられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上述した１つのベクトルユニットを複数のス
カラユニットで共有する方式では、１つの高価なベクト
ルユニットを設計しただけでは、ベクトルユニットの処
理能力を可変にするという要求に充分応えることができ
ない欠点があった。

また、１つのベクトル命令制御部に複数のベクトル演算
器、アクセスパイプライン等を接続して性能を上げる方
式と、マルチプロセッサ構成でプロセッサ台数を可変に
する方式とを併用して用いることにより、ベクトル処理
の並列度を上げて広い性能レンジの要求に応えることが
可能になるが、それぞれの方式に固有な装置構成が必要
となるため、開発あるいは製造等に関するコストがかさ
む欠点があった。

このような開発、製造等のコストを低減するために、少
ないハードウェアを追加するだけでベクトル処理の並列
度を上げて、広い性能レンジに対応可能なベクトル処理
システムが望まれていた。

本発明は、このような点にかんがみて創作されたもので
あり、少ないハードウェアの追加で広い性能レンジに対
応可能なベクトル処理システムを提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明のベクトル処理システムの原理ブロッ
ク図である。

図において、本発明のベクトル処理システムは、少なく
とも１つの主記憶装置１１１と、記憶制御１ｉｔ１２１
と、少なくとも１つのベクトルユニット１３１とを有し
、このベクトルユニット１３１が複数分割されたベクト
ルデータの処理単位を並行して処理する。

また、ベクトルユニット１３１は、記憶制御装置１２１
に接続され、１つないし複数のエレメントを処理単位と
するベクトルデータ処理を行うベクトルデータ処理部１
４１と、ベクトル命令を発行するベクトル命令制御部１
５１と、このベクトル命令制御部１５１あるいは他のベ
クトルユニット１３１内のベクトル命令制御部１５１の
何れか一方をベクトルデータ処理部１４１に接続する選
択手段１６１とを備えている。

全体として、１つないしは複数のベクトルデータ処理部
１４１が、１つのベクトル命令制御部１５１の発行する
ベクトル命令によって動作するように構成されている。

〔作　用〕

１つないしは複数のベクトルユニット１３１のそれぞれ
は、ベクトルデータ処理部１４１とベクトル命令制御部
１５１と選択手段１６１とを備えている。選択手段１６
１の接続状態を切り換えることにより、同一のベクトル
ユニット１３１内のベクトルデータ処理部１４１とベク
トル命令制御部１５１とが接続された状態、あるいは同
一のベクトルユニット１３１内のベクトルデータ処理部
１４１と他のベクトルユニット１３１内のベクトル命令
制御部１５１とが接続された状態の何れか一方が選択さ
れる。

例えば、ベクトルユニット１３１が１つの場合あるいは
複数のベクトルユニッ［３１のそれぞれを単独で動作さ
せる場合には、このベクトルユニット１３１内のベクト
ルデータ処理部１４１とベクトル命令制御部１５１とを
接続した状態にしておいて、ベクトル命令制御部１５１
から出力されるベクトル命令に従ってベクトルデータ処
理部１４１によるベクトル処理を行う。

また、複数のベクトルユニット１３１を並列に動作させ
る場合には、選択手段１６１を切り換えて、何れかのベ
クトルユニット１３１のベクトル命令制御部１５１に複
数のベクトルユニット１３１のベクトルデータ処理部１
４１を接続する。このように接続して、１つのベクトル
命令制御部１５１から出力されるベクトル命令に従って
複数のベクトルデータ処理部１４１によるベクトル処理
を行わせる。

本発明にあっては、選択手段１６１の接続状態を切り換
えることにより、ベクトルデータ処理部１４１をベクト
ルユニッ）１３１内部のベクトル命令制御部１５１のベ
クトル命令に従って動作させること、あるいはベクトル
データ処理部１４１を他のベクトルユニット１３１のベ
クトル命令制御部１５１のベクトル命令に従って動作さ
せることが可能になる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の一実施例におけるベクトル処理シス
テムの構成を示す。

第２図において、実施例のベクトル処理システムは、２
つの主記憶装置（ＭＳＵ）２１１，２１３と、これらの
主記憶装置のアクセスに関する競合制御等を行う記憶制
御装置（ＭＣＵ）２２１と、ベクトル処理を行う２つの
ベクトルユニット２３１．３３１と、スカラ処理を行う
と共にこのベクトル処理システムの全体の制御を行う２
つのスカラユニット２７１，３７１と、ベクトル処理シ
ステムの試験あるいは状態監視による保守を行うサービ
スプロセンサ（ＳＶＰ）２９１とを備えている。

ベクトルユニット２３１はスカラユニット２７１に接続
されており、ベクトルユニット３３１はスカラユニット
３７１に接続されている。また、２つのベクトルユニッ
ト２３１．３３１のそれぞれは、記憶制御装置２２１を
介して２つの主記憶装置２１１．２１３に接続されてい
る。更に、サービスプロセッサ２９１は記憶制御装置２
２１に接続されている。

また、ベクトルユニット２３１は、ベクトルアドレスの
発生及びベクトルデータの演算等のべりトル処理を行う
ベクトルデータ処理部２４１と、ベクトル命令を発行す
るベクトル命令制御部２５１と、接続状態を切り換える
ためのセレクタ２６１とを備えている。更に、ベクトル
データ処理部２４１は、ベクトルアドレスの発生、デー
タ転送等を行うパイプライン構成のデータ転送回路２４
３と、ベクトルデータを格納するベクトルレジスタ２４
５と、ベクトルデータのそれぞれについて演算処理を行
うベクトル演算器２４７とを有している。

セレクタ２６１は３つの入出力端子ａ、ｂ、ｃを有して
おり、接続状態を切り換えることにより、入出力端子ａ
ｃ間の接続あるいは入出力端子ｂｃ間の接続を択一的に
実現する。実施例のシステムでは入出力端子ｂｃ間が接
続された状態にあり、ベクトル命令制御部２５１がベク
トルデータ処理部２４Ｌ内のデータ転送回路２４３．ベ
クトルレジスタ２４５．ベクトル演算器２４７のそれぞ
れに接続されて、相互にデータ、制御信号の入出力が行
われる。

また、ベクトルデータ１−２３１内のベクトル命令制御
部２５１はスカシユニット２フ１接続されており、スカ
ラユニット２７１からベクトル命令制御部２５１に対し
て動作指示が与えられる。

例えば、主記憶装置２１１等からベクトルユニット２３
１にデータをロードする場合、ベクトル命令制御部２５
１は、起動信号、オペコード、ベクトルデータの先頭ア
ドレス、ディスクンス、ベクトル長等をベクトルデータ
処理部２４１に送る。

ベクトルデータ処理部２４１内のデータ転送回路２４３
は、ベクトルアドレスを発生させて対応するアクセス要
求を記憶制御装置２２１に送る。記憶制御装置２２１で
は、他のベクトルユニット３３１や図示しない他の処理
装置（チャネル処理装置等）からのアクセス要求との競
合制御を行って、主記憶装置２１１，２１３に対するア
クセスを行う。

主記憶装置２１１，２１３から読み出されたデータ（ベ
クトルデータ）は記憶制御装置２２１を介してベクトル
ユニット２３１に送られ、ベクトルデータ処理部２４１
のデータ転送回路２４３を介してベクトルレジスタ２４
５に格納される。

続いて、例えばこの格納されたベクトルデータに対して
ベクトル演算を行う場合は、ベクトル命令制御部２５１
からの指示に従って、ベクトルレジスタ２４５に格納さ
れたベクトルデータを読み出し、ベクトル演算器２４７
によって演算を施した後に再度ベクトルレジスタ２４５
に格納スる。

また、ベクトルユニット３３１は、ベクトルユニット２
３１と同様に、データ転送回路３４３゜ムクトルレジス
タ３４５．ベクモ を有するベクトルデータ処理部３４１と、ベクトル命令
制御部３５１と、セレクタ３６１とを備えている。

セレクタ３６１は入出力端子ａｃ間が接続された状態に
あり、この入出力端子ａは外部のベクトルユニット２３
１内のベクトル命令制御部２５１に接続されている。従
って、ベクトルユニット３３１のベクトルデータ処理部
３４１内のデータ転送回路３４３．ベクトルレジスタ３
４５．ベクトル演算器３４７は、セレクタ３６１を介し
て、ベクトルユニット２３１内のベクトル命令制御部２
５１に接続されている。

このような接続形態において、ベクトルユニット２３１
内のベクトル命令制御部２５１は、ベクトルアクセス命
令を実行するときに、起動命令オペコード、ベクトルデ
ータの先頭アドレス、デイスタンス、ベクトル長等を、
ベクトルユニット２３１内のベクトルデータ処理部２４
１とベクトルユニット３３１内のベクトルデータ処理部
３４１の両方に対して、同時にかつ並列に供給する。

このようなベクトルアクセス命令に基づいて、各ベクト
ルデータ処理部は該当するエレメントに対してベクトル
処理を実行し、ベクトル処理システム全体としては、単
独のベクトルユニットに比べて約２倍のエレメント数を
同時に処理することができる。

また、ベクトルユニット２３１，３３１のそれぞれを単
独で動作されるマルチプロセッサシステムを実現するた
めには、ベクトルユニット３３１内のセレクタ３６１の
接続状態を切り換えればよい。この切り換えは、例えば
サービスプロセッサ２９１からの切り換え指示を、記憶
制御袋Ｒ２２１を介してベクトルユニット３３１に送り
、この切り換え指示によってセレクタ３６１を切り換え
る。以後、ベクトルユニット３３１内のベクトルデータ
処理部３４１は、ベクトル命令制御部３５１のベクトル
アクセス命令に従って動作する。

このように、２つのベクトルユニット２３１゜３３１内
のベクトルデータ処理部２４１，３４１は、セレクタ２
６１，３６１の接続状態を切り換えることにより、それ
ぞれに対応したベクトル命令制御部２５１，３５１のベ
クトルアクセス命令に従って動作させることも、何れか
一方のベクトル命令制御部のベクトルアクセス命令に従
って動作させることも可能になる。

従って、セレクタ２６１あるいは３６１を追加するだけ
で、広い性能レンジに対応することができる。

なお、実施例では、２つのベクトルユニット２３１．３
３１を並列に動作させることを考えたが、３つ以上のベ
クトルユニットの中の複数（３つの場合は２つあるいは
３つ）を並列に動作させるようにしてもよい。この場合
、各セレクタを切り換えて複数のベクトル命令制御部の
何れかを選択する。

〔発明の効果］ 上述したように、本発明によれば、選択手段の接続状態
を切り換えることにより、１つのベクトル命令制御部の
ベクトル命令に従って１つあるいは複数のベクトルデー
タ処理部を動作させることができる。従って、この選択
手段の追加すなわち少ないハードウェアの追加で広い性
能レンジに対応することができるので、実用的には極め
て有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のベクトル処理システムの原理ブロック
図、 第２図は本発明の一実施例によるベク ステムの構成図である。 トル処理部 図において、 １１１は主記憶装置、 １２１は記憶制御装置、 １３１はベクトルユニット、 １４１はベクトルデータ処理部、 １５１はベクトル命令制御部、 １６１は選択手段、 ２１１．２１３は主記憶装置（ＭＳＵ）、２２１は記憶
制御装置（ＭＣＵ）、 ２３１．３３１はベクトルユニット、 ２４１．３４１はベクトルデータ処理部、２４３．３４
３はデータ転送回路、 ２４５．３４５はベクトルレジスタ、 ２４１．３４７はベクトル演算器、 ２５１．３５１はベクトル命令制御部、２６１．３６１
はセレクタ、 ２７１．３７１はスカラユニット、 ２９１はサービスプロセッサ（ｓｖｐ）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１つの主記憶装置（１１１）と、記憶
   制御装置（１２１）と、少なくとも１つのベクトルユニ
   ット（１３１）とを有し、このベクトルユニット（１３
   １）が複数分割されたベクトルデータの処理単位を並行
   して処理するベクトル処理システムにおいて、 前記ベクトルユニット（１３１）は、前記記憶制御装置
   （１２１）に接続され、１つないし複数のエレメントを
   処理単位とするベクトルデータ処理を行うベクトルデー
   タ処理部（１４１）と、ベクトル命令を発行するベクト
   ル命令制御部（１５１）と、このベクトル命令制御部（
   １５１）あるいは他のベクトルユニット（１３１）内の
   ベクトル命令制御部（１５１）の何れか一方を前記ベク
   トルデータ処理部（１４１）に接続する選択手段（１６
   １）とを備え、 １つないしは複数の前記ベクトルデータ処理部（１４１
   ）が、１つのベクトル命令制御部（１５１）の発行する
   ベクトル命令によって動作するように構成したことを特
   徴とするベクトル処理システム。