JPH1166046A - ベクトル処理装置 - Google Patents
ベクトル処理装置Info
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- JPH1166046A JPH1166046A JP21721097A JP21721097A JPH1166046A JP H1166046 A JPH1166046 A JP H1166046A JP 21721097 A JP21721097 A JP 21721097A JP 21721097 A JP21721097 A JP 21721097A JP H1166046 A JPH1166046 A JP H1166046A
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Abstract
ルロード命令の実行回数を削減することによりベクトル
演算処理の高速化をはかるようにしたベクトル処理装置
を提供すること。 【解決手段】主記憶手段1と、ベクトル・レジスタ手段
10と、ベクトル演算手段12を具備するベクトル処理
装置において、ベクトル・レジスタVR1に保持されて
いる要素を読み出し、これを要素番号の方向に移動して
ベクトル・レジスタVR2の異なる要素番号に格納する
ベクトル制御手段を具備したことを特徴とする。
Description
係り、特に主記憶からベクトル・レジスタへのベクトル
ロード命令の実行回数を削減することによりベクトル演
算の高速化をはかるものである。
を行う場合、図5に示す如く、主記憶100上のデータ
をベクトル部101のベクトル・レジスタ部110のベ
クトル・レジスタVR1、VR2にベクトルロードする
ことが必要である。主記憶100上のデータをベクトル
・レジスタ部110のベクトル・レジスタVR1、VR
2に格納する際に、ベクトル・アクセス・パイプ111
を使用してベクトルロード命令を実行する。この場合、
アドレスが1ワードずれた配列をベクトル・レジスタ1
10にロードする場合でも2回のベクトルロード命令を
実行していた。
場合でも、2回主記憶アクセスを行うことが必要であっ
た。
下記の演算を行うことを示すものである。 A(1)=B(1)+B(2) ・・・・(1) A(2)=B(2)+B(3) ・・・・(2) A(3)=B(3)+B(4) ・・・・(3) ・ ・ ・ A(100)=B(100)+B(101) ・・・(100) このプログラムを実行するとき、第1回目のベクトルロ
ード命令により右側の項のうちの1番目の要素B
(1)、B(2)・・・B(100)を主記憶100か
らベクトル・レジスタ部110のベクトル・レジスタV
R1に格納する。それから第2回目のベクトルロード命
令により2番目の要素B(2)、B(3)・・・B(1
01)を主記憶100からベクトル・レジスタVR2に
格納する。
式の演算を行い、その演算結果をベクトル・レジスタV
R3に順次格納する。なお、図5において102はスカ
ラ部、113はベクトル命令制御部である。
算を行うとき、ベクトル・レジスタVR2に格納される
各要素B(2)、B(3)・・・B(101)が、ベク
トル・レジスタVR1に格納されている各要素B
(1)、B(2)・・・B(100)と、主記憶100
上で1ワードしかずれていない配置の場合であっても、
ベクトル・アクセス・パイプ111が主記憶に対するア
クセスを2回行うことが必要であり、このため演算速度
が遅くなり、性能低下の原因となっていた。
るとき、ベクトル命令制御部113はベクトル・アクセ
ス・パイプ111に対し、第1回目のベクトルロード命
令を発行する。これによりベクトル・アクセス・パイプ
111が主記憶100から配列Bの要素(I)(I=1
〜100)を読み出してベクトル・レジスタVR1に格
納する。このとき格納される対象は、B(1)〜B(1
00)の100要素でありVR1(1)〜VR1(10
0)に格納される。
され、ベクトル・アクセス・パイプ111はB(I+
1)を読み出し、ベクトル・レジスタVR2に格納す
る。このとき格納される対象はB(2)〜B(101)
の100要素であり、VR2(1)〜VR2(100)
にそれぞれ格納される。
2が読み出され、ベクトル演算器112でベクトル加算
が実行され、結果がベクトル・レジスタVR3に格納さ
れる。そしてこのVR3に格納された結果を主記憶10
0上の配列A(I)に格納して、このDOループの処理
が終了する。
く、ベクトル・アクセス・パイプの性能は低い。このた
め2回ベクトルロードを実行することは大きいオーバヘ
ッドとなり、性能低下の原因となる。
セス回数を減少して演算速度の向上を図るベクトル処理
装置を提供することである。
の本発明の構成を図1に示す。図1において、1は主記
憶、2はベクトル部、3はスカラ部、10はベクトル・
レジスタ部、11はベクトル・アクセス・パイプ、12
はベクトル演算器、13はベクトル命令制御部である。
ベクトル命令制御部13は、図1に示す如く、例えば配
列レジスタ番号VR1に格納された要素を配列レジスタ
番号VR2にスライドすることができる。前記本発明の
目的は、各請求項に記載された発明により達成される。
理装置では、主記憶手段1と、ベクトル・レジスタ手段
10と、ベクトル演算手段12を具備するベクトル処理
装置において、ベクトル・レジスタに保持されている要
素を読み出し、これを要素番号の方向に移動してベクト
ル・レジスタの異なる要素番号区分に格納するベクトル
制御手段を具備したことを特徴とする。
理装置では、主記憶手段1と、ベクトル・レジスタ手段
10と、ベクトルマスクレジスタ手段と、ベクトル演算
手段12を具備するベクトル処理装置において、ベクト
ル・レジスタに保持されている要素を読み出し、これを
要素番号の方向に移動してベクトル・レジスタの異なる
要素番号に格納するとき、要素番号の方向に移動したと
きのベクトルマスクレジスタの対応するビットが「1」
または「0」のいずれか一方の特定値である要素につい
てのみ格納を行うことを特徴とする。
理装置では、請求項1において、前記要素番号が1つ増
加又は減少する方向に要素を格納することを特徴とす
る。請求項4に記載された本発明のベクトル処理装置で
は、請求項1において、ベクトル・アクセス・パイプ1
1を使用せず、ベクトル・アクセス・パイプとは独立に
並行してベクトルスライドを実行することを特徴とす
る。
理装置では、請求項3において、前記ベクトル・レジス
タ手段10が複数のブロックにより構成され、通常のベ
クトル演算においては各ブロックが独立に動作し、ベク
トル総和演算等の要素間の演算のために各ブロック間に
専用データバスを設け、この専用データバスを用いてブ
ロック間で要素の転送を行うことを特徴とする。
理装置では、主記憶手段1と、ベクトル・レジスタ手段
10と、ベクトル演算手段12を具備するベクトル処理
装置において、ベクトル・レジスタに保持されている要
素を読み出し、これを要素番号の方向に移動してベクト
ル・レジスタの異なる要素番号に格納するベクトルスラ
イド手段を具備し、ベクトル演算手段を使用せず、ベク
トル演算手段とは独立に並行してベクトルスライド処理
を実行することを特徴とする。
る。 (1)ベクトル・レジスタに保持されている要素を読み
出し、これを要素番号の方向に移動してベクトル・レジ
スタの異なる要素番号区分に格納するベクトルスライド
処理を行うことにより、ベクトルロード命令の回数が従
来の2回から1回に削減され、高速ベクトル処理が実現
できる。
ベクトルロード命令の回数が削減され、高速ベクトル処
理が実現できる。 (3)要素番号が1つ増加又は減少する方向に要素をス
ライド処理により格納するので、1ワードずれた配列を
1回のベクトルロード命令により可能となり、ベクトル
ロード命令の回数を削減し、高速ベクトル処理ができ
る。しかもスライド処理制御のためのハード機構が簡単
になり、制御も容易なものとなる。
せずにベクトル・アクセス・パイプとは独立に並行して
ベクトルスライドを実行することができるので、メモリ
アクセスを行いながらスライド処理を行うことができ、
高速ベクトル処理ができる。
ロックにより構成されているときでも、従来から設けら
れている専用データバスを用いて要素の転送が可能とな
り、転送用の特別のピンを設ける必要なく、ベクトルロ
ード命令の回数を削減するとともに、高速ベクトル処理
ができる。
たので、ベクトル演算手段とは独立に並行してスライド
処理を実行することができるので、スライド処理とベク
トル演算とを同時に行うことができ、高速ベクトル処理
ができる。
とづき説明する。図1において、1は主記憶、2はベク
トル部、3はスカラ部、10はベクトル・レジスタ部、
11はベクトル・アクセス・パイプ、12はベクトル演
算器、13はベクトル命令制御部である。
各種のデータが記憶されるものであって、ベクトル演算
されるべき配列の各要素が格納されたり、演算結果が格
納されたり、ベクトル部2が実行すべき命令等が格納さ
れるものである。
ータにベクトル演算を行い、その演算結果を主記憶1に
格納するものであって、ベクトル・レジスタ部10、ベ
クトル・アクセス・パイプ11、ベクトル演算器12、
ベクトル命令制御部13等を具備している。
し、これを解読してスカラ命令かベクトル命令かを識別
し、スカラ命令であればこれを実行し、ベクトル命令で
あればこれをベクトル命令制御部13に送出する。
算器12でベクトル演算されるべき配列要素及びベクト
ル演算結果得られた配列要素を一時保持するものであ
り、主記憶1から読み出された配列Bの各要素B
(1)、B(2)・・・B(101)が格納されるベク
トル・レジスタVR1と、ベクトル・レジスタVR1の
要素の一部B(2)、B(3)・・・B(101)がス
ライド格納されるベクトル・レジスタVR2と、ベクト
ル・レジスタVR1とベクトル・レジスタVR2との各
要素のベクトル演算結果が格納されるベクトル・レジス
タVR3等を具備している。
憶1に対してベクトル要素をロードしたり、ストアする
ものであって、ロードの場合にはアクセス先のアドレス
計算を行ったり、主記憶1に対してロード要求を発行
し、これにより主記憶1から読み出された各要素を取り
出してベクトル・レジスタ部10に送出する。またスト
アの場合はアクセス先のアドレス計算を行い、主記憶1
に対しストア要求を発行し、ストアすべき各要素を主記
憶1に送出してこれらをストアするものである。
タVR1とVR2の同一の要素番号の要素をそれぞれ読
み出して演算を行い、演算結果をベクトル・レジスタV
R3の同一要素番号の区分に格納処理を行ったり、本発
明の特徴とするスライド処理を行うものである。
VR1から要素B(1)、B(2)・・・B(101)
を読み出し、要素を、その番号が1つ減る方向の要素番
号としてベクトル・レジスタVR2に格納するものであ
る。即ちベクトル・レジスタVR1の要素番号2の要素
B(2)は、2−1=1つまりベクトル・レジスタVR
2の要素番号1の要素として格納され、ベクトル・レジ
スタVR1の要素番号3の要素B(3)はベクトル・レ
ジスタVR2の要素番号2の要素として格納され、ベク
トル・レジスタVR1の要素番号101の要素B(10
1)はベクトル・レジスタVR2の要素番号100の要
素として格納される。これにより図1に示すベクトル・
レジスタVR1の要素が、矢印に示す如く、ベクトル・
レジスタVR2の1つ減る方向に要素番号がずらして格
納されることになる。
タVR1から要素番号が1つ減る方向にずらしてベクト
ル・レジスタVR2に格納されるものであるが、スライ
ド処理はこれに限定されるものではなく、スライドされ
る量は1のみに限定されるものではなく2以上の任意の
整数が選択されるものであり、また方向も減る方向のみ
ならず要素番号の増加する方向にスライドすることもで
きる。
らベクトル命令を受け取ったときこれを解読して、その
内容に応じてベクトル・レジスタ10、ベクトル・アク
セス・パイプ11、ベクトル演算器12等に対し選択的
に制御指示を与えるものである。
対する動作を、前記DOループ10の命令を実行する場
合について説明する。図示省略したコンパイラが、前記
DOループ10の命令全体を認識することにより、これ
がベクトル命令であり、その演算に必要な要素は配列B
のB(1)〜B(101)であること、そしてこれらの
要素B(1)〜B(101)により前記(1)式〜(1
00)式の演算を行うこと、またベクトル・レジスタV
R2に格納する要素は、ベクトル・レジスタVR1に格
納された要素を1つ減る方向にスライドしてVR2に格
納すればよいことを認識し、これらを実行する命令即ち
後述するステップ1〜ステップ3を実行する命令を作成
し、主記憶1に格納する。
1を主記憶1から取り出し、ベクトル・レジスタVR1
に格納する。 (ステップ2)ベクトル・レジスタVR1から要素B
(1)〜B(101)を読み出し、要素を要素番号が1
つ減る方向にずらしてベクトル・レジスタVR2に格納
する。従って、ベクトル・レジスタVR2の要素番号1
にはB(2)が格納され、要素番号2にはB(3)が格
納され・・・要素番号(I)にはB(I+1)が格納さ
れ・・・要素番号100にはB(101)が格納され
る。これにより主記憶1から要素B(2)〜B(10
1)をVR2に格納した場合と同じ結果が得られる。
とVR2をベクトル加算(I=1〜100)し、演算結
果をベクトル・レジスタVR3に格納する。 従って、コンパイラが作成した命令をスカラ部3が主記
憶1から取り出し、これがベクトル命令であることが解
読されると、これらの命令はベクトル命令制御部13に
送出される。
ードがベクトル命令制御部13からベクトル・アクセス
・パイプ11に送出され、ベクトル・アクセス・パイプ
11が主記憶1から配列Bの要素B(I)、(I=1〜
101)を読み出してベクトル・レジスタVR1に格納
する。このとき格納される対象はB(1)〜B(10
1)の101要素であり、ベクトル・レジスタVR1
(1)〜VR1(101)に格納される。
ップ2を実行するベクトルスライド命令をベクトル演算
器12に送出する。これによりベクトル演算器12は、
ベクトル・レジスタVR1から要素B(1)〜B(10
1)を読み出し、その要素番号が1つ減る方向にずらし
てベクトル・レジスタVR2に格納する。
要素番号2に格納されていた要素B(2)はベクトル・
レジスタVR2の要素番号1に格納され、VR1の要素
番号3に格納されていた要素B(3)はVR2の要素番
号2に格納され、VR1の要素番号101に格納されて
いた要素B(101)はVR2の要素番号100に格納
される。即ち、VR1の要素番号Iに格納されていた要
素B(I)は、VR2の要素番号(I−1)に格納され
る。かくしてVR1に格納された各データは1要素分上
位方向にシフトしてVR2に格納される。
の要素B(2)〜B(101)がVR2にスライドされ
ることになる。なお、VR1の要素番号1に格納されて
いた要素B(1)は、最初にVR1から読み出されたと
き、そのスライド先がVR2には存在しないので、この
読み出された要素B(1)は捨てられることになるが、
VR1にはそのまま要素B(1)が残っているので、演
算には何等の影響もない。
がベクトル命令制御部13からベクトル演算器12に送
出される。これによりベクトル・レジスタVR1とVR
2が読み出されてベクトル加算が実行され、その演算結
果がベクトル・レジスタVR3に格納される。
トル・アクセス・パイプ11に対し演算結果格納命令を
送出する。これによりベクトル・アクセス・パイプ11
は、ベクトル・レジスタVR3に格納された演算結果を
主記憶1上の配列A(I)に格納し、これにより前記D
Oループ10のDOループの処理が終了する。
た従来例ではベクトルロード命令が2回発行されたのに
比べて、その実行に長時間を必要とするベクトルロード
命令の回数が1回ですみ、1回だけその回数を少なくす
ることができるため、オーバヘッドが小さく、高い性能
を実現することができる。
る。図2において図1と同記号は同一部分を示し、14
はベクトルスライド部である。ベクトルスライド部14
は、ベクトル命令制御部13からの指示にもとづき、前
記ステップ2等で説明したベクトルスライド処理を行う
ものである。このベクトルスライド部14は、ベクトル
演算器12とは独立に、並行してベクトルスライド処理
を実行することができる。
ことと並行してベクトルスライドを実行することができ
るので、ベクトル演算を高性能に行うことができる。本
発明の第3の実施の形態を図3にもとづき説明する。
ル・レジスタ部と、複数のベクトル演算部で構成され
る。図3において、他図と同一記号は同一部を示し、ベ
クトル処理装置は、複数のベクトル・レジスタ・演算器
ブロック(以下ブロックという)21、22、23、2
4で構成される。これらの各ブロックは同一構成であ
り、ブロック22に代表的に例示されるように、ベクト
ル・レジスタ部10とベクトル演算器12を具備してい
る。
如く、複数のベクトル・レジスタVR1、VR2・・・
を具備し、ベクトル演算器12は、ベクトル加算器12
−1、ベクトル乗算器12−2、ベクトル除算器12−
3、全ブロックのベクトル・レジスタの要素の総和を求
める総和演算器12−4、前記の如きスライド処理を行
うスライド機構12−5等を具備している。
ック毎にベクトル・レジスタ部10とベクトル演算器1
2とは接続され、通常のベクトル演算においては、各ブ
ロック毎に並行して独立に動作可能であり、ブロック間
のデータ移動は通常発生しない。
総和演算等の各ブロックの要素間の演算を必要とする一
部の特殊な命令を実行するときに、ブロック間をデータ
移動するための、総和演算用データバスと称される特別
なデータバスBが設けられている。
えば1〜100はブロック21に、101〜200はブ
ロック22というように、同一ブロック内に連続して配
置すると、特定のブロックのみ動作状態となって負荷が
集中する欠点が存在するのでブロック21、22、2
3、24に要素番号1、2、3、4を配置するという、
いわゆるインタリーブ方式が採用される。
要素がブロック間にデータ移動することが発生する。こ
のスライド処理専用のバスを設けることはそれだけピン
数が多くなるので好ましいことではない。本発明では、
このため、ベクトルスライド命令の場合も、総和演算等
のためのデータバスBを共用するように構成したので、
ブロック間のデータバスのサイズを増加することなく、
ベクトルスライド命令を実現するハードウエアを構成す
ることが可能となった。
明する。前記の如くベクトルスライド命令により、ベク
トル・レジスタVR1の要素が読み出されて要素番号
が、例えば1つ減少する方向にスライドされる。即ちV
R1(I+1)の要素をVR2(I)に書き込む。第4
の実施の形態では、マスクレジスタMR3を設け、この
とき対応するマスクレジスタMR3(I)の値が例えば
「1」の要素にはスライドした書き込みを行うが、
「0」の要素には書き込みを行わない。したがって書き
込みの行われなかった要素番号には、旧データがそのま
ま保持されるものとなる。
スク制御を行うことが可能となる。本発明の第5の実施
の形態を説明する。第5の実施の形態では、ベクトル・
アクセス・パイプを使用せず、ベクトル・アクセス・パ
イプとは独立に並行してベクトルスライド処理を実行す
るものである。これにより主記憶に対するメモリアクセ
スを行いながらスライド処理を行うことができ、高速ベ
クトル処理が可能となる。
減る方向にした場合について説明したが、本発明は勿論
これに限定されるものではなく、増える方向にスライド
してもよく、スライド量も2以上にすることができる。
ータの読み出しを一回のベクトルロード命令の実行によ
り行うことができるので、従来に比較してその実行に時
間がかゝるベクトルロード命令の回数を減少することが
でき、ベクトルロードのオーバヘッドが削減され高速な
ベクトル処理が実現できる。
Claims (6)
- 【請求項1】主記憶手段と、ベクトル・レジスタ手段
と、ベクトル演算手段を具備するベクトル処理装置にお
いて、 ベクトル・レジスタに保持されている要素を読み出し、
これを要素番号の方向に移動してベクトル・レジスタの
異なる要素番号区分に格納するベクトル制御手段を具備
したことを特徴とするベクトル処理装置。 - 【請求項2】主記憶手段と、ベクトル・レジスタ手段
と、ベクトルマスクレジスタ手段と、ベクトル演算手段
を具備するベクトル処理装置において、 ベクトル・レジスタに保持されている要素を読み出し、
これを要素番号の方向に移動してベクトル・レジスタの
異なる要素番号区分に格納するとき、要素番号の方向に
移動したときのベクトルマスクレジスタの対応するビッ
トが「1」または「0」のいずれか一方の特定値である
要素についてのみ格納を行うことを特徴とするベクトル
処理装置。 - 【請求項3】前記要素番号が1つ増加又は減少する方向
に要素を格納することを特徴とする請求項1記載のベク
トル処理装置。 - 【請求項4】ベクトル・アクセス・パイプを使用せず、
ベクトル・アクセス・パイプとは独立に並行してベクト
ルスライドを実行することを特徴とする請求項1記載の
ベクトル処理装置。 - 【請求項5】前記ベクトル・レジスタ手段が複数のブロ
ックにより構成され、通常のベクトル演算においては各
ブロックが独立に動作し、ベクトル総和演算等の要素間
の演算のために各ブロック間に専用データバスを設け、
この専用データバスを用いてブロック間で要素の転送を
行うことを特徴とする請求項3記載のベクトル処理装
置。 - 【請求項6】主記憶手段と、ベクトル・レジスタ手段
と、ベクトル演算手段を具備するベクトル処理装置にお
いて、 ベクトル・レジスタに保持されている要素を読み出し、
これを要素番号の方向に移動してベクトル・レジスタの
異なる要素番号に格納するベクトルスライド手段を具備
し、ベクトル演算手段を使用せず、ベクトル演算手段と
は独立に並行してベクトルスライド処理を実行すること
を特徴とするベクトル処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21721097A JP3771682B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | ベクトル処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21721097A JP3771682B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | ベクトル処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1166046A true JPH1166046A (ja) | 1999-03-09 |
JP3771682B2 JP3771682B2 (ja) | 2006-04-26 |
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ID=16700600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21721097A Expired - Fee Related JP3771682B2 (ja) | 1997-08-12 | 1997-08-12 | ベクトル処理装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3771682B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009104494A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Nec Computertechno Ltd | ベクトル処理装置 |
JP7088276B1 (ja) * | 2020-12-14 | 2022-06-21 | 日本電気株式会社 | コンパイル装置、コンパイル方法、及びコンパイルプログラム |
-
1997
- 1997-08-12 JP JP21721097A patent/JP3771682B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009104494A (ja) * | 2007-10-25 | 2009-05-14 | Nec Computertechno Ltd | ベクトル処理装置 |
JP7088276B1 (ja) * | 2020-12-14 | 2022-06-21 | 日本電気株式会社 | コンパイル装置、コンパイル方法、及びコンパイルプログラム |
WO2022130883A1 (ja) * | 2020-12-14 | 2022-06-23 | 日本電気株式会社 | コンパイル装置、コンパイル方法、及びコンパイルプログラム記録媒体 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3771682B2 (ja) | 2006-04-26 |
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Effective date: 20050308 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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