JPH0713762A

JPH0713762A - スーパースカラ計算機における命令供給方法

Info

Publication number: JPH0713762A
Application number: JP5149646A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Shimura; 浩也志村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1993-06-22
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、命令キャッシュメモリを備えたス
ーパースカラ計算機における命令供給方法に関し、命令
キャッシュメモリのブロック境界を越える、複数の命令
供給を滞りなく行う。【構成】命令キャッシュメモリの１ブロック内の複数
命令を、同時に読み出して命令供給を行う方法であっ
て、命令キャッシュメモリのブロック境界を越えて、上
記複数の命令の読み出しが指示されたとき、該ブロック
の境界を越える命令の供給を抑止するように構成し、該
命令キャッシュメモリの各タグ部に、連続ヒット情報域
を設けて、該命令キャッシュメモリの各ブロックの置き
換え時に、該命令キャッシュメモリのタグ部をインデッ
クスＡで検索して、該置き換えブロックが連続している
ことを検出したとき、上記連続ヒット情報域の若番側の
領域に“１”Ｄをセットしておき、命令の読み出し時
に、上記連続ヒット情報Ｄを取り出し、ブロックの境界
を越える命令を読み出すための条件とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、命令キャッシュメモリ
を備えたスーパースカラ計算機における命令供給方法に
関する。

【０００２】近年、半導体技術や実装技術の進歩に伴っ
て、計算機は小さく、且つ高機能になっていく動向にあ
る。更に、最近では、計算機の処理能力を向上させるた
めの技術として、同時に実行可能な命令を、複数個、例
えば、４個同時に実行させる、所謂、スーパースカラ計
算機が主流になってきている。

【０００３】この場合、該スーパースカラ計算機の性能
を向上させる為には、複数個の命令供給を滞りなく行う
ことが必要不可欠である。然して、該スーパースカラ計
算機が命令キャッシュメモリを備えていて、ブロックの
境界を越えて複数個の命令を必要とするような事象、例
えば、分岐命令の実行直後の命令カウンタが、該命令キ
ャッシュメモリの１ブロック内のアドレスを指している
場合、上記命令キャッシュメモリのブロックの境界を越
えて、複数個、例えば、上記４個の命令の供給が必要と
なるが、一般には、ブロック間は連続していないので、
ブロックの境界を越えて命令の読み出しが指示される
と、上記４命令の同時供給が不可能となり、該スーパー
スカラ計算機の性能を低下させる要因となる問題がある
ことから、該スーパースカラ計算機における命令供給方
法においては、分岐事象が発生しても、できる限り命令
が途切れることなく、効果的に命令供給ができる方法が
必要とされる。

【０００４】命令キャッシュメモリの場合、一般には、
プログラムのアドレス分布に局所性があることが知られ
ており、命令キャッシュメモリのブロックの置き換え
（所謂、リプレース）時には、連続したブロックが、該
命令キャッシュメモリにムーブインされることが多いこ
とから、ブロック境界を越えて４命令の供給が必要にな
っても、正規の複数個の命令を読み出すことができるこ
とが期待できる。

【０００５】

【従来の技術】図３，図４は、スーパースカラ計算機に
おける従来の命令供給回路を説明する図であり、図３
は、命令カウンタのアドレスが、ブロックの先頭アドレ
スを指している場合を概念的に示し、図４は、命令カウ
ンタのアドレスが、ブロックの途中のアドレスを指して
いる場合のハードウェア機構を示している。

【０００６】前述のように、４命令同時供給のスーパー
スカラ計算機においては、命令長を４バイト(32 ビッ
ト) 固定とし、命令キャッシュメモリ 1の１ブロック
のサイズを 32 バイト (８命令）とした場合、命令の供
給, 実行は図３に示したように行われる。

【０００７】即ち、図３において、命令(1) 〜命令
(8) と、命令(9) 〜命令(16)が、各々１つのキャッシュ
ブロックに格納されているとする。そして、命令のデコ
ードは、４命令が同時に行われるが、命令カウンタ 2
が、上記ブロックの先頭に格納されている命令(1) を指
している場合、最初のサイクルで、命令(1) 〜命令(4)
がデコードされる。次に、上記命令カウンタ 2が示すア
ドレスに“＋４”増やして、次のサイクルで命令(5) 〜
命令(8) をデコードするというようにして、４命令が同
時に供給される。従って、該命令カウンタ 2の最下位２
ビットはカウントアップされることはない。

【０００８】分岐命令が実行される等して、上記命令カ
ウンタ 2が、４命令の境界を指していない場合、例え
ば、命令カウンタ 2が命令(3) （例えば、上記最下位ビ
ットが"10" を指している) を指している場合には、命
令(3) 〜命令(6) の４命令が図示されていないデコーダ
に供給されることになるが、この場合の動作は、図４に
示されるハードウェア機構によって実現される。

【０００９】先ず、図示されているように、該命令キャ
ッシュメモリ 1が、４バイト固定長単位に分割されてい
て、それぞれが、命令カウンタ 2の下位３ビット目以上
の所定のアドレスによってアクセスされて、上記のとお
り４個の命令が同時に読み出されるものとすると、図３
において、先ず、該命令カウンタ(1) の現在のアドレス
によって、命令(1) 〜(4) がアクセスされるが、このと
き、命令(1),命令(2)は、読み出しを行うことなく、命
令(3),命令(4) を読み出し、命令(5),命令(6)は、次の
４命令に対する命令カウンタ 2の下位３ビット目以上の
所定のアドレスによってアクセスして読み出す必要があ
る。

【００１０】その為、上記命令カウンタ 2の最下位ビッ
トが "10" のときには、該命令カウンタ 2の現在のアド
レス（但し、下位３ビット目以上のアドレス）に“＋
１”したアドレスで、該命令キャッシュメモリ 1をアク
セスして、該命令(5),命令(6)を読み出すように制御す
る。

【００１１】具体的には、該命令カウンタ 2の最下位ビ
ットが "10" であるときには、命令(5),命令(6) を読み
出すために、セレクタ 150,151の、該命令カウンタ 2の
現在のアドレスに“＋１”したアドレス、即ち、加算回
路(+1) 16 の出力を選択するように制御する。

【００１２】このように制御することにより、命令(3),
命令(4) は、現在の命令カウンタ 2の出力で選択され、
命令(5),命令(6) は、上記加算回路(+1) 16 の出力で選
択されて、合計４命令が同じサイクルで読み出されるこ
とになる。

【００１３】同様の動作は、命令カウンタ 2が、命令
(2),又は、命令(3),又は、命令(4) を指しているときに
行われる。従って、セレクタ 150は、命令カウンタ 2の
最下位ビットが "01","10","11"のとき、上記加算回路
(+1) 16 の出力側を選択し、セレクタ 151は、命令カウ
ンタ 2の最下位ビットが "10","11"のとき、上記加算回
路(+1) 16 の出力側を選択し、セレクタ 152は、命令カ
ウンタ 2の最下位ビットが "11" のとき、上記加算回路
(+1) 16 の出力側を選択するように構成しておく。

【００１４】然しながら、命令(9) 以降については、ブ
ロックの境界を越えることになるが、そのようにケース
が発生するのは、前述のように、分岐命令が実行される
等して、ブロックの境界を越えた４命令の読み出し要求
が発生するときであり、該命令カウンタ 2の最下位ビッ
トが "01","10","11" になっていて、該命令カウンタ2
の下位３ビット目の値が "1"のときである。このとき、
該ブロックの境界を越えたブロックが連続したブロック
かどうかは不明であるので、上記のようにして読み出さ
れた、命令(9),命令(10), 〜等は無効にする必要があ
る。

【００１５】具体的には、命令カウンタ 2が、図３の命
令(6) を指しているとき｛命令カウンタ 2の最下位３ビ
ットの値が "101"のとき｝には、上記の制御動作によっ
て読み出される命令(9) を無効にする必要がある。同様
にして、命令カウンタ 2が、図３の命令(7) を指してい
るとき｛命令カウンタ 2の最下位３ビットの値が "110"
のとき｝には、上記の制御動作によって読み出される命
令(9),命令(10)を無効にする必要があり、命令カウンタ
2が、図３の命令(8) を指しているとき｛命令カウンタ
2の最下位３ビットの値が "111"のとき｝には、上記の
制御動作によって読み出される命令(9),命令(10), 命令
(11)を無効にする必要がある。

【００１６】従って、バリッドゲート 170は、命令カウ
ンタ 2の最下位３ビットの値が "101","110","111"のと
き、抑止信号生成素子 190により抑止され、バリッドゲ
ート171は、命令カウンタ 2の最下位３ビットの値が "1
10","111"のとき、抑止信号生成素子 191により抑止さ
れ、バリッドゲート 172は、命令カウンタ 2の最下位３
ビットの値が "111"のとき、抑止信号生成素子 192によ
り抑止される。

【００１７】このようにして、図４の命令カウンタ 2の
下位３ビット目の値と、上記命令カウンタ 2の最下位２
ビットの値を監視していて、該下位３ビットの値が "10
1","110","111"になると、ブロックの境界を越えたと認
識して、上記のように、バリッドゲート 170,171,172
を、選択的に閉塞して、有効信号｛有効(1) 〜有効
(3)｝を無効にすることで、ブロックの境界を越えての
読み出しアクセスを禁止している。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来方
法の命令供給方法では、図４からも明らかなように、一
時に、１つのキャッシュブロックについてのみキャッシ
ュにヒットしているかどうかの判定を行うため、命令カ
ウンタ 2が、命令(7) を指している場合、命令(7),命令
(8) は、上記のハードウェア機構で供給できるが、命令
(9),命令(10)については、キャッシュブロックを越える
ことになるので、上記バリッドゲート 170,171,172が閉
塞されて、有効信号｛有効(1) 〜有効(3) ｝が無効にさ
れ、出力されない。

【００１９】従って、該命令(9),命令(10)については、
次のキャッシュブロック(2) が命令キャッシュメモリ 1
にヒットしているかどうかを、次のサイクルで調べなけ
ればならず、同時に命令を供給することができない。即
ち、キャッシュブロックを越えて命令が並んでいる場合
には、１サイクルに、上記のように、例えば、２命令し
かデコーダに供給することができないという問題があっ
た。次のサイクルからは、該命令カウンタ 2は４命令境
界を指すようになるために、４命令ずつの供給が可能に
なる。

【００２０】上記のように、命令カウンタ 2が、４命令
境界から外れることは、分岐命令を実行した際に起きる
が、通常のプログラムにおいては、該分岐命令が、命令
の３割り以上を占めることが多く、平均すると、供給さ
れる命令の数は３命令以下に落ちてしまい、スーパース
カラ計算機の性能を著しく低下させるという問題があっ
た。

【００２１】本発明は上記従来の欠点に鑑み、命令キャ
ッシュメモリを備えたスーパースカラ計算機における命
令供給方法において、命令キャッシュメモリのブロック
境界を越える、複数の命令供給を滞りなく行うことがで
きる命令供給方法を提供することを目的とするものであ
る。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の一実施
例を示した図であり、図２は、本発明の他の実施例を示
した図である。上記の問題点は下記の如く構成したスー
パースカラ計算機における命令供給回路によって解決さ
れる。

【００２３】(1) 命令キャッシュメモリを備えたスーパ
ースカラ計算機における命令供給方法であって、命令キ
ャッシュメモリ 1の１ブロック内の複数命令を、同
時に読み出して命令供給を行う際に、命令キャッシュメ
モリ 1のブロック境界を越えて、上記複数の命令の読
み出しが指示されたとき、該ブロックの境界を越える
命令ａの供給を抑止するように構成し、且つ、該命令
キャッシュメモリ 1の各タグ部 10 に、連続ヒット情報
域 10aを設けて、該命令キャッシュメモリ 1の各ブロッ
クの置き換え時に、該命令キャッシュメモリ 1のタグ
部 10 のタグ情報 10bを検索して、該置き換えブロック
が連続していることを検出したとき、上記連続ヒット情
報域 10aの若番側に、連続ヒット情報Ｄを設定してお
き、命令の読み出し時に、命令カウンタ 2の上記命令キ
ャッシュメモリ 1をアクセスするアドレスが、ブロック
内の所定のアドレスを指し、ブロックの境界を越え
て、複数の命令を読み出して供給する必要があると
き、上記命令キャッシュメモリ 1のタグ部 10 を引くイ
ンデックスアドレスＡで、上記連続ヒット情報域10aの
情報Ｄを取り出し、ブロックの境界を越える命令を読
み出すための条件として、該ブロック内の命令
と、該ブロックの境界を越えた命令ａを、同時に読
み出して供給する。

【００２４】(2) 命令キャッシュメモリを備えたスーパ
ースカラ計算機における命令供給方法であって、命令キ
ャッシュメモリ 1の１ブロック内の複数命令を、同
時に読み出して命令供給を行う際に、命令キャッシュメ
モリ 1のブロック境界を越えて、上記複数の命令の読
み出しが指示されたとき、該ブロックの境界を越える
命令ａの供給を抑止するように構成し、且つ、該命令
キャッシュメモリ 1のタグ部 10 を、デュアルポートＲ
ＡＭ 100で構成し、命令の読み出し時に、命令カウンタ
2の上記命令キャッシュメモリ 1をアクセスするアドレ
スが、ブロック内の所定のアドレスを指し、ブロック
の境界を越えて、複数の命令を読み出して供給する必
要があるとき、上記命令キャッシュメモリ 1のタグ部 1
0 を引くインデックスアドレスＡと、上記インデックス
アドレスＡ＋１で、同じ命令キャッシュメモリ 1の各タ
グ部 10 を同時にアクセスし、上記インデックスアドレ
スＡ＋１で引いたタグ部 10 から、ヒット信号ｄが得ら
れたとき、該ヒット信号ｄを上記ブロックの境界を越
える命令を読み出すための条件として、該ブロック
内の命令と、該ブロックの境界を越えた命令ａ
を、同時に読み出して供給する。

【００２５】

【作用】即ち、本発明におけるスーパースカラ計算機に
おける命令供給方法においては、元々、プログラムの各
命令のアドレス分布に局所性があることに着目して、命
令キャッシュメモリをアクセスして、該当のブロック
が存在しなくて、主記憶から、所定のブロックをムーブ
インする時において、該命令キャッシュメモリのタグ部
を、該アクセスアドレスの所定の下位ビットのインデッ
クスアドレスＡで検索し、連続しているブロックである
ことを検出したとき、該タグ部の所定の領域に設けられ
ている連続ヒット情報域に、連続ヒット情報Ｄであるこ
とを示す“１”をセットしておき、以降での命令キャッ
シュメモリのアクセスアドレスが、該命令キャッシュメ
モリのブロックを越えて、複数個の命令を供給を指示
していることを認識したとき、該アクセスアドレスのイ
ンデックスアドレスＡでタグ部を引くとき、上記連続ヒ
ット情報域の連続ヒット情報Ｄ“１”を読み出し、この
連続ヒット情報域の“１”情報Ｄを、上記ブロックの
境界を越える命令を読み出すための条件として、バリ
ッドゲートを付勢して、該ブロックの境界をこえる命令
列を有効にするようにしたものである。

【００２６】又、該命令キャッシュメモリのタグ部をデ
ュアルポートメモリで構成しておき、該命令キャッシュ
メモリのアクセスアドレスが、該命令キャッシュメモリ
のブロックを越えて、複数個の命令を供給を指示して
いることを認識したとき、該アクセスアドレスのインデ
ックスアドレスＡでタグ部を引くとき、該インデックス
アドレスＡ＋１のタグ情報を同時に検索し、一致信号
(ヒット信号) ｄが得られたとき、該一致信号ｄを、上
記ブロックの境界を越える命令を読み出すための条件
として、バリッドゲートを付勢して、該ブロックの境
界をこえる命令列を有効にするようにしたものである。

【００２７】従って、上記プログラムのアドレスの局所
性により、連続したブロックが該キャッシュメモリに格
納されている限り、命令カウンタからのアクセスアドレ
スで、ブロックの境界を越える命令に対しても連続ヒッ
ト情報（連続ヒット情報域Ｄの情報，又は、上記インデ
ックスアドレスＡ＋１からのヒット信号ｄ）を得て、命
令供給を滞りなく行うことができるようになり、スーパ
ースカラ計算機での処理能力の向上に大きく寄与できる
効果がある。

【００２８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面によって詳述す
る。前述の図１は、本発明の一実施例を示した図であ
り、図２は、本発明の他の実施例を示した図である。

【００２９】本発明においては、命令キャッシュメモリ
1の１ブロック内の複数命令を、同時に読み出して
命令供給を行う際に、主記憶から、命令キャッシュメモ
リ 1へのムーブインのとき、タグ部 10 を検索して、イ
ンデックスアドレスＡの次のインデックスアドレスＡ＋
１に対応する命令キャッシュメモリ (正確には、そのデ
ータ部) 1 に、連続したブロックがムーブインされる
とき、該命令キャッシュメモリ 1のタグ部 10 の、該イ
ンデックスアドレスＡの該当のタグ情報域 10bの連続ヒ
ット情報域 10aを“１”として、連続ヒット情報Ｄを設
定し、該命令キャッシュメモリ 1をアクセスするインデ
ックスアドレスＡが、ブロックの境界を越えて、複数個
の命令の読み出しを指示していることが検出されたと
き、上記インデックスアドレスＡのタグ部 10 の上記連
続ヒット情報域 10aの連続ヒット情報Ｄを読み出し、バ
リッドゲートを付勢して、該インデックスアドレスＡ＋
１に対応する命令を有効とする手段、又は、該命令キャ
ッシュメモリ 1のタグ部をデュアルポートメモリ 100で
構成しておき、同じサイクルで上記インデックスアドレ
スＡ，及び、インデックスアドレスＡ＋１で、該タグ部
10 を検索して、上記インデックスアドレスＡ＋１から
のヒット信号ｄを用いて、バリッドゲートを付勢して、
該インデックスアドレスＡ＋１に対応する命令を有効と
する手段が、本発明を実施するのに必要な手段である。
尚、全図を通して同じ符号は同じ対象物を示している。

【００３０】以下、図３，図４を参照しながら、図１，
図２によって、本発明のスーパースカラ計算機における
命令供給方法を説明する。先ず、図１において、本発明
に関連する命令キャッシュメモリ 1においては、前述の
図４で詳細に説明したように、命令キャッシュメモリ 1
のブロック境界を越えて、上記複数の命令の読み出し
が指示されたとき、該ブロックの境界を越える命令
ａの供給を抑止するように構成｛図４のバリッドゲート
170〜171を命令カウンタ 2の下位３ビットの、所定の
出力信号を論理和したものの否定信号で抑止する機構｝
し、且つ、該命令キャッシュメモリ 1の各タグ部 10
に、連続ヒット情報域 10aを設けて、該命令キャッシュ
メモリ 1の各ブロックの置き換え (即ち、ムーブイ
ン) 時に、該命令キャッシュメモリ 1のタグ部 10 のタ
グ情報域 10bのタグ情報Ｂを検索して、該置き換えブロ
ックが連続していること、即ち、同じインデックスアド
レスＡ，Ａ＋１のタグ情報ＢとＣが同じであることを検
出したとき、上記インデックスアドレスＡに対応する連
続ヒット情報域 10aに、連続ヒット情報Ｄ（“１”）を
セットして、命令カウンタ 2が指すアドレスの次のキャ
ッシュブロックがヒットしていることを記憶する。

【００３１】即ち、図１において、Ａはキャッシュタグ
部 10 を引くインデックスアドレスであり、Ｂは、該イ
ンデックスアドレスＡで引かれるキャッシュブロックの
タグ情報、そして、ＣはインデックスアドレスＡ＋１の
タグ情報で、Ｄは、上記インデックスアドレスＡで引か
れる連続ヒット情報である。タグ情報ＢとＣが等しいと
き、即ち、命令キャッシュメモリ 1にムーブインされて
いるブロックが連続しているとき、上記連続ヒット情報
Ｄは“１”となっている。

【００３２】上記タグ情報Ｃの変更は、命令キャッシュ
メモリ 1の置き換えがなされるとき、即ち、ムーブイン
が行われるときに行う。該タグ情報Ｂか，Ｃがキャッシ
ュタグ部 10 から追い出される (即ち、ムーブアウト)
とき、上記連続ヒット情報Ｄはクリアされ“０”となる
が、上記ムーブインによって、該タグ情報Ｃがインデッ
クスアドレスＡ＋１に登録されるとき、本発明において
は、前述のように、該命令キャッシュメモリ 1のタグ部
10 のインデックスアドレスＡのタグ情報Ｂを検索し
て、該タグ情報Ｂとタグ情報Ｃが一致することが検出さ
れたとき、即ち、命令キャッシュメモリ 1の連続した領
域に、連続したブロックが登録されたとき、該連続ヒッ
ト情報Ｄを“１”にセットする。

【００３３】上記キャッシュブロックの置き換え、即
ち、ムーブアウト，ムーブイン動作には、数サイクルが
必要であるので、上記連続ヒット情報Ｄのセットを、上
記ムーブアウト，ムーブイン動作と並行して行うこと
で、本発明を実施しても、余計なサイクルを必要としな
い。

【００３４】このようにして、命令の読み出し時に、命
令カウンタ 2の上記命令キャッシュメモリ 1をアクセス
するアドレスが、ブロック内の所定のアドレス、例え
ば、前述の図３の例で、命令カウンタ 2が命令(6) 〜命
令(8) を指していて、ブロックの境界を越えて、複数
の命令を読み出して供給する必要がある｛この事象
は、該命令カウンタ 2の最下位３ビット目が“１”で、
該最下位の２ビットが“00" でないことを検出すること
により認識できる｝とき、上記命令キャッシュメモリ 1
のタグ部 10 を引くインデックスアドレスＡで、上記連
続ヒット情報域 10aの連続ヒット情報Ｄを取り出し、ブ
ロックの境界を越える命令を読み出すための条件と
する。

【００３５】図４でも説明したように、通常のブロック
境界を越える複数命令の命令供給を検出したとき、現在
のブロックの次のブロックが連続したブロックであるか
否かは不明であるので、従来の命令供給方法では、該命
令カウンタ 2の下位３ビットの値が所定の値であると
き、バリッドゲート 170〜171 を抑止するように構成さ
れているので、その儘では、該ブロックの境界を越える
ブロックの命令を読み出すことはできない。

【００３６】そこで、本発明においては、上記連続ヒッ
ト情報域 10aの連続ヒット情報Ｄが“１”であることを
検出すると、図１に示されている論理和ゲート 180〜18
2 に入力して、上記抑止条件を無視する信号とするこ
とで、該ブロックの境界を越える命令を有効として、該
ブロック内の命令と同時に、該ブロックの境界を越える
命令を含めて、複数個、本実施例では４命令を読み出す
ことができる。

【００３７】図２は、本発明の他の実施例を示してお
り、上記命令キャッシュメモリ 1のタグ部 10 をデュア
ルポートＲＡＭ 100で構成したものである。図２におい
て、Ａ〜Ｃは、図１で説明したものと同じである。従っ
て、連続したブロックが、命令キャッシュメモリ 1の連
続した領域にムーブインされていると、上記インデック
スアドレスＡと、Ａ＋１に対応するタグ情報ＢとＣとは
同じとなるので、命令の読み出し時に、命令カウンタ 2
の上記命令キャッシュメモリ1をアクセスするアドレス
が、ブロック内の所定のアドレスを指し、ブロックの
境界を越えて、複数の命令を読み出して供給する必要
がある｛この事象は、前述のように、該命令カウンタ 2
の最下位３ビット目が“１”で、該最下位の２ビットが
“00" でないことを検出することにより認識できる｝と
き、上記インデックスアドレスＡで、命令キャッシュメ
モリ 1のタグ部 10 を引くとき、同じサイクルで、次の
インデックスアドレスＡ＋１も引くように制御する。

【００３８】前述のように、インデックスアドレスＡ
と、Ａ＋１に対応するタグ情報ＢとＣとは同じとなるの
で、インデックスアドレスＡ＋１に対応する比較器 19a
においても、ヒット信号ｄが得られ、該得られたヒット
信号ｄを図１で説明したと同じ論理和ゲート 180〜182
に入力して、上記抑止条件を無視する信号とすること
で、該ブロックの境界を越える命令を有効として、該ブ
ロック内の命令と同時に、該ブロックの境界を越える命
令を含めて、複数個、本実施例では４命令を読み出すこ
とができる。

【００３９】このように、本発明においては、命令キャ
ッシュメモリを備えたスーパースカラ計算機において、
命令キャッシュメモリの１ブロック内の複数命令を、同
時に読み出して命令供給を行うのに、命令キャッシュメ
モリのブロック境界を越えて、上記複数の命令の読み出
しが指示されたとき、該ブロックの境界を越える命令の
供給を抑止するように構成し、該命令キャッシュメモリ
の各タグ部に、連続ヒット情報域を設けて、該命令キャ
ッシュメモリの各ブロックの置き換え時に、該命令キャ
ッシュメモリのタグをインデックスＡで検索して、該置
き換えブロックが連続していることを検出したとき、上
記連続ヒット情報域に、連続ヒット情報Ｄとして、若番
側の領域に“１”をセットしておき、命令の読み出し時
に、命令カウンタの指すアドレスが、ブロック内の所定
のアドレスを指し、ブロックの境界を越えて、複数の命
令を読み出して供給する必要があるとき、上記連続ヒッ
ト情報域の情報Ｄを取り出し、ブロックの境界を越える
命令を読み出すための条件とするようにするか、該命
令キャッシュメモリのタグ部をデュアルポートＲＡＭで
構成して、１サイクルで、インデックスＡとインデック
スＡ＋１を同時に検索して、インデックスＡ＋１でヒッ
ト信号ｄを得たときブロックの境界を越える命令を読み
出すための条件とするようにしたところに特徴があ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
スーパースカラ計算機における命令供給方法によれば、
プログラムのアドレスの局所性により、連続したブロッ
クが該命令キャッシュメモリに格納されている限り、命
令カウンタからのアクセスアドレスで、ブロックの境界
を越える命令に対してもヒット情報（連続ヒット情報域
Ｄの情報，又は、上記インデックスアドレスＡ＋１から
のヒット信号ｄ）を得て、命令供給を滞りなく行うこと
ができるようになり、スーパースカラ計算機での処理能
力の向上に大きく寄与できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した図

【図２】本発明の他の実施例を示した図

【図３】スーパースカラ計算機における従来の命令供給
回路を説明する図（その１）

【図４】スーパースカラ計算機における従来の命令供給
回路を説明する図（その２）

【符号の説明】

1 命令キャッシュメモリ 10 タグ部 10b タグ情報域 10a 連続ヒッ
ト情報域 11〜14 分割された命令キャッシュメモリ 150 〜152 セレクタ 16 加算回路(+1) 170 〜172 論理積ゲート，バリッドゲート 180 〜182 論理和ゲート 190 〜192 抑止信号生成素子 19,19a 比較器 100 デュアルポートＲＡＭ 2 命令カウンタブロック命令, 複数個の命令ａブロック境界を越える命令ブロック境界を越える命令を読み出すための条件Ａインデックス，又は、インデックスアドレスＢ，Ｃタグ情報Ｄ連続ヒット情報ｄヒット信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】命令キャッシュメモリを備えたスーパース
カラ計算機における命令供給方法であって、命令キャッシュメモリ(1) の１ブロック () 内の複数
命令 () を、同時に読み出して命令供給を行う際に、命令キャッシュメモリ(1) のブロック境界を越えて、上
記複数の命令 () の読み出しが指示されたとき、該ブ
ロック () の境界を越える命令 (ａ）の供給を抑止
するように構成(190〜191)し、且つ、該命令キャッシュメモリ(1) の各タグ部(10)に、
連続ヒット情報域(10a) を設けて、該命令キャッシュメ
モリ(1) の各ブロック () の置き換え時に、該命令キ
ャッシュメモリ(1) のタグ部(10)のタグ情報域(10b) を
検索して、該置き換えブロックが連続していることを検
出したとき、上記連続ヒット情報域(10a) に連続ヒット
情報Ｄを設定しておき、命令の読み出し時に、命令カウンタ(2) の上記命令キャ
ッシュメモリ(1) をアクセスするアドレスが、ブロック
内の所定のアドレスを指し、ブロック () の境界を越
えて、複数の命令 () を読み出して供給する必要があ
るとき、上記命令キャッシュメモリ(1) のタグ部(10)を
引くインデックスアドレスＡで、上記連続ヒット情報域
(10a) の情報Ｄを取り出し、ブロック () の境界を越
える命令を読み出すための条件 () として、該ブロッ
ク () 内の命令 () と、該ブロック () の境界を
越えた命令 (ａ）とを、同時に読み出して供給するこ
とを特徴とするスーパースカラ計算機における命令供給
方法。
【請求項２】命令キャッシュメモリを備えたスーパース
カラ計算機における命令供給方法であって、命令キャッシュメモリ(1) の１ブロック () 内の複数
命令 () を、同時に読み出して命令供給を行う際に、命令キャッシュメモリ(1) のブロック境界を越えて、上
記複数の命令 () の読み出しが指示されたとき、該ブ
ロック () の境界を越える命令 (ａ）の供給を抑止
するように構成(190〜192)し、且つ、該命令キャッシュメモリ(1) のタグ部(10)を、デ
ュアルポートＲＡＭ(100) で構成し、命令の読み出し時に、命令カウンタ(2) の上記命令キャ
ッシュメモリ(1) をアクセスするアドレスが、ブロック
内の所定のアドレスを指し、ブロック () の境界を越
えて、複数の命令 () を読み出して供給する必要があ
るとき、上記命令キャッシュメモリ(1) のタグ部(10)を
引くインデックスアドレスＡと、上記インデックスアド
レスＡ＋１で、同じ命令キャッシュメモリ(1) の各タグ
部(10)を同時にアクセスし、上記インデックスアドレス
Ａ＋１で引いたタグ部(10)から、ヒット信号ｄが得られ
たとき、該ヒット信号ｄを上記ブロック () の境界を
越える命令を読み出すための条件 () として、該ブロ
ック () 内の命令 ()と、該ブロック () の境界
を越えた命令 (ａ）を、同時に読み出して供給するこ
とを特徴とするスーパースカラ計算機における命令供給
方法。