JPH0520283A - 並列データ処理装置 - Google Patents

並列データ処理装置

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JPH0520283A
JPH0520283A JP3171209A JP17120991A JPH0520283A JP H0520283 A JPH0520283 A JP H0520283A JP 3171209 A JP3171209 A JP 3171209A JP 17120991 A JP17120991 A JP 17120991A JP H0520283 A JPH0520283 A JP H0520283A
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JP
Japan
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processor
control
parallel data
control signal
switching
Prior art date
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JP3171209A
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English (en)
Inventor
Tetsuaki Isonishi
徹明 磯西
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 定型的処理に適するSIMD(Single Instru
ction Multiple Data stream) 型並列データ処理装置と
非定型的処理に適するMIMD(Multiple Instruction
Multiple Data stream) 型並列データ処理装置の両方の
特徴を利用する。 【構成】 複数の要素プロセッサ1全体を制御する制御
プロセッサ5と要素プロセッサ1の両方に、命令に対応
した制御信号を生成する制御装置8、17を設け、ま
た、要素プロセッサ1に要素プロセッサ内制御装置が生
成する第2の制御信号16と制御プロセッサ5が生成す
る第1の制御信号10のどちらか一方を選択する切換器
19を設け、制御プロセッサ5の切り換え信号18指示
により任意にそれらを切換えることができる構成にし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、複数の要素プロセッ
サが同時に動作する並列データ処理装置に係わるもので
ある。
【0002】
【従来の技術】並列データ処理装置は、その制御方式で
分類すると、大きくSIMD(SingleInstruction Multi
ple Data stream)方式とMIMD(Multiple Instructio
n Multiple Data stream)方式の2つに分けられる。図
2は、例えば富田、末吉「並列処理マシン」pp.44,オー
ム社(1989)に示されたSIMD型の並列データ処理装置
の構成を示している。図2において、1は要素プロセッ
サ、2は要素プロセッサ内演算装置、3は要素プロセッ
サ内メモリ装置、4は要素プロセッサ内プロセッサ間通
信装置、5は複数の要素プロセッサを同時かつ同一に制
御する制御プロセッサ、6は制御プロセッサ内演算装
置、7は制御プロセッサ内メモリ装置、8は制御プロセ
ッサ内制御装置、9は複数の要素プロセッサの動作を同
時かつ同一に指示する命令、10は制御プロセッサの保
持する命令に対応し、要素プロセッサ内の演算装置2、
メモリ装置3、プロセッサ間通信装置4をクロックに同
期して制御する制御信号、11は要素プロセッサ間の通
信を行うための相互結合網である。
【0003】また、図3は、例えば池坂、石畑、他「高
並列計算機セルラアレイプロセッサCAP」pp.214,bi
t Vol.21,No.4(1989) に示されたMIMD型の並列デー
タ処理装置の構成を示している。図3において、1から
11までは図2と同一である。12は要素プロセッサ単
位に独立に命令のフェッチ、デコード、実行ができる制
御装置、13は各要素プロセッサ内で独立に実行される
命令、14は制御プロセッサ5と要素プロセッサ間のデ
ータ転送を行うコマンドバス、15はコマンド用インタ
フェース、16は要素プロセッサ1内制御装置12から
演算装置2及びメモリ装置3に送られる制御信号であ
る。
【0004】従来の並列データ処理装置の1つであるS
IMD型並列データ処理装置は、図2のように構成さ
れ、例えば、制御プロセッサ5に格納された命令9に対
応する要素プロセッサ内の各装置6〜8を制御する制御
信号7がブロードキャストされ、メモリ装置3に格納さ
れている異なるデータを同時に処理する。つまり、SI
MD型並列データ処理装置のプログラムは、制御プロセ
ッサに格納され、そのプログラムに基づいて全要素プロ
セッサ1は異なるデータに対して同一の処理を行う。
【0005】また、MIMD型並列データ処理装置は、
図3のように構成され、要素プロセッサ1内の制御装置
12が保持する命令13に対応した制御信号が要素プロ
セッサ内の各装置に与えられ、各要素プロセッサ1毎に
異なる命令に対してメモリ装置3に格納されている異な
るデータを処理する。つまり、MIMD型並列データ処
理装置のプログラムは、複数の要素プロセッサ1に別々
に格納され、そのプログラムに基づいて各要素プロセッ
サ1は異なるデータに対して異なる処理を行う。また、
MIMD型並列データ処理装置において、制御プロセッ
サ5は要素プロセッサ1で別々に動作しているプログラ
ムの同期をとったり、要素プロセッサ1の実行状態の監
視をするために用いられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の並列データ処理
装置の1つであるSIMD型並列データ処理装置は以上
のように構成されているので、画像処理、行列計算、デ
ータ検索、パタンマッチングなどのベクトルや配列に対
する定型的な並列処理を効率良く高速に実行でき、プロ
グラムの作成、デバッグが容易にできるという特徴があ
る。しかしその一方、記号処理やモンテカルロ法を使用
したシミュレーションなどは、各要素プロセッサで実行
させたい処理が異なったり、条件分岐が非常に多く、こ
のような非定型処理には、その制御が複雑になると共に
実行時間の低下をきたすという問題点があった。また、
MIMD型並列データ処理装置は、SIMD型並列デー
タ処理装置と相反して、非定型的処理に関しては効率が
良いが、定型的な処理は効率が悪いという問題点があっ
た。
【0007】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、SIMD型並列データ処理装
置とMIMD型並列データ処理装置の長所を生かし、定
型的処理と非定型的処理の両方を効率良く実行できる並
列データ処理装置を得ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる並列デ
ータ処理装置においては、複数の要素プロセッサから構
成されるプロセッサアレイ全体を制御する制御プロセッ
サに、制御プロセッサ内に設けられたメモリ装置(第1
の記憶手段)からフェッチした命令を解読し、その命令
に対応した第1の制御信号を、プロセッサアレイを構成
する各要素プロセッサにブロ−ドキャストする通報手段
を設け、さらに、要素プロセッサに、要素プロセッサ内
のメモリ装置(第2の記憶手段)からフェッチした命令
を解読し、その命令に対応した要素プロセッサ内の第2
の制御信号を生成してその要素プロセッサの構成要素に
与える生成手段を備えると共に、制御プロセッサから各
要素プロセッサへブロードキャストされた第1の制御信
号と、要素プロセッサ内部で生成された第2の制御信号
を、制御プロセッサから送られてくる切り換え信号によ
り切り換える切り換え手段を備えたものである。
【0009】
【作用】この発明における並列データ処理装置では、制
御プロセッサからの切り換え信号の指示により、要素プ
ロセッサの切り換え手段が、制御プロセッサから要素プ
ロセッサに指示される命令の実行と各要素プロセッサ内
で独立に指示される命令の実行を任意に切り換えて実行
することができる。
【0010】
【実施例】
実施例1.以下この発明の一実施例を、図について説明
する。図1は、この発明による並列データ処理装置の構
成図の一例であり、1〜13は上記従来装置と同一のも
のである。17は要素プロセッサ1内の制御装置、18
は制御プロセッサ5から送出される第1の制御信号10
と要素プロセッサ内制御装置17から送出される第2の
制御信号16のどちらかを要素プロセッサの各装置2〜
4に与えるかを選択する切り換え信号であり、制御プロ
セッサ5の切り換え連絡手段21から送出される。19
は、制御プロセッサ5から送出される第1の制御信号1
0と要素プロセッサ内制御装置17から送出される第2
の制御信号16のどちらか一方を選択し、要素プロセッ
サ1内の各装置2〜4に送出する切換器(切り換え手段
の一例)、20は、切り換え信号18と制御装置17の
内部状態を基に生成されて切換器に入力される選択信号
である。
【0011】前記のように構成された並列データ処理装
置においては、制御プロセッサ5からの指示により、必
要に応じてSIMD動作とMIMD動作を任意に切換え
て並列処理を行うことができる。以下に本並列データ処
理装置がMIMD動作からSIMD動作に切換える場合
の動作例を示す。 (初期状態)要素プロセッサ内の選択信号20は、第2
の制御信号16を切換器19の出力とするように設定さ
れている。このとき、各要素プロセッサ1は要素プロセ
ッサ内メモリ装置3に格納されているプログラムにより
独立に動作している(MIMD動作中)。 (ステップ1)制御プロセッサ5の切り換え連絡手段2
1から切り換え信号18が送出され、全要素プロセッサ
1に対してSIMD動作への切換要求が発せられる。 (ステップ2)各要素プロセッサ1では、現在動作して
いるプログラムが終了するのを待って第1の制御信号1
0を切換器19の出力とする。このとき制御プロセッサ
5にコマンドバス14を使用して、第1の制御信号10
と第2の制御信号16の切換が終了したことを報告す
る。この報告終了後、要素プロセッサ1内制御装置17
は停止する。 (ステップ3)全ての要素プロセッサ1が動作中のプロ
グラムが終了したことを報告し終えると、制御プロセッ
サは、第1の制御信号10を全要素プロセッサに送出し
始めることによりSIMD動作を開始する。
【0012】前述した例はMIMD動作からSIMD動
作へ切換える場合の動作について説明したが、以下では
SIMD動作からMIMD動作へ切換える場合の動作に
着いて説明する。 (初期状態)要素プロセッサ内の選択信号20は、第1
の制御信号10を切換器19の出力とするように設定さ
れている。このとき、各要素プロセッサ1は制御プロセ
ッサ5内メモリ装置7に格納されているプログラムによ
り全く同一の動作をしている(SIMD動作中)。 (ステップ1)制御プロセッサ5の切り換え連絡手段2
1から切り換え信号18が送出され、全要素プロセッサ
1に対してMIMD動作への切換要求が発せられる。 (ステップ2)各要素プロセッサ1では、直ちに第1の
制御信号10を切換器19の出力とする。このとき停止
していた要素プロセッサ内制御部17が活性化し、所定
の処理を開始する(MIMD動作の開始)。
【0013】以上、この実施例では、演算装置、メモリ
装置、プロセッサ間通信装置及び制御装置を具備した複
数の要素プロセッサから成るプロセッサアレイと、演算
装置、メモリ装置及び制御装置を具備したプロセッサア
レイ全体を制御する制御プロセッサから構成され、該制
御プロセッサと各要素プロセッサとの間に情報の伝達を
行う通信系を有すると共に、各要素プロセッサがプロセ
ッサ間通信装置と相互結合網を介して情報の伝達を行う
ことができる並列データ処理装置において、制御プロセ
ッサ内メモリ装置からフェッチした命令を解読し、その
命令に対応した制御信号をプロセッサアレイを構成する
各要素プロセッサにブロ−ドキャストする機能と、要素
プロセッサ内メモリ装置からフェッチした命令を解読
し、その命令に対応した要素プロセッサ内制御信号を該
要素プロセッサの構成要素に与える機能を備えると共
に、該制御プロセッサから各要素プロセッサへブロード
キャストされた制御信号と、要素プロセッサ内部で生成
された制御信号を、制御プロセッサから送られてくる切
り換え信号により切り換える手段を備えることにより、
制御プロセッサから全要素プロセッサ同一に指示される
命令の実行と各要素プロセッサ内で独立に指示される命
令の実行を任意に切り換えて実行できることを特徴とす
る並列データ処理装置を説明した。
【0014】実施例2.上記実施例では、切り換え信号
18により全ての要素プロセッサ内において第1と第2
の制御信号を切り換える場合を示したが、各プロセッサ
ごとに切り換えを指定できるようにしてもよい。たとえ
ば、図1において、要素プロセッサ1は7個示されてい
るが、SIMD動作からMIMD動作に切り換えると
き、そのMIMD動作には4個の要素プロセッサしか必
要ないときは4個の要素プロセッサのみをMIMD動作
に切り換え、残りの3個はSIMD動作を続行させても
よい。また、その逆の切り換えも同様にして選択的に行
なえるようにしてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、1つ
の並列データ処理装置で、SIMD動作とMIMD動作
を必要に応じて選択でき、定型的処理に適するSIMD
型並列データ処理装置と非定型的処理に適するMIMD
型並列データ処理装置の両方の長所を兼ね備えるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1による並列データ処理装置
の構成図である。
【図2】従来のSIMD型並列データ処理装置の一例を
示す構成図である。
【図3】従来のMIMD型並列データ処理装置の一例を
示す構成図である。
【符号の説明】
1 要素プロセッサ 2 要素プロセッサ内演算装置 3 要素プロセッサ内メモリ装置(第2の記憶手段の一
例) 4 プロセッサ間通信装置 5 制御プロセッサ 6 制御プロセッサ内演算装置 7 制御プロセッサ内メモリ装置(第1の記憶装置の一
例) 8 制御プロセッサ内制御装置 9 制御プロセッサの命令 10 制御プロセッサから送出される第1の制御信号 11 相互結合網 13 要素プロセッサ内の命令 14 コマンドバス 16 要素プロセッサ内で生成される第2の制御信号 17 要素プロセッサ内制御部 18 切り換え信号 19 切換器(切り換え手段の一例) 20 選択信号 21 切り換え連絡手段

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 以下の制御プロセッサと、複数の要素プ
    ロセッサを有するプロセッサアレイを備えた並列データ
    処理装置 (a)以下の手段を有する制御プロセッサ (a1)命令を記憶する第1の記憶手段、 (a2)第1の記憶手段に記憶された命令を解読し、そ
    の命令に対応する第1の制御信号を、プロセッサアレイ
    を構成する各要素プロセッサに伝える通報手段、 (a3)プロセッサアレイを構成する各要素プロセッサ
    が、通報手段により通報される制御信号に基づいて動作
    するか否かを示す切り換え信号を、各要素プロセッサに
    伝える切り換え連絡手段。 (b)以下の手段を有する要素プロセッサを複数有する
    プロセッサアレイ (b1)要素プロセッサごとに異なる命令を記憶するこ
    とが可能な第2の記憶手段、 (b2)第2の記憶手段に記憶された命令を解読し、そ
    の命令に対応する第2の制御信号を生成する生成手段、 (b3)切り換え連絡手段により連絡された切り換え信
    号に基づいて要素プロセッサ内の制御信号を通報手段に
    より通報された第1の制御信号と、生成手段により生成
    された第2の制御信号とのいずれかに切り換える切り換
    え手段。
JP3171209A 1991-07-11 1991-07-11 並列データ処理装置 Pending JPH0520283A (ja)

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