JPS6042984B2 - パイプライン演算装置 - Google Patents

パイプライン演算装置

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JPS6042984B2
JPS6042984B2 JP54166634A JP16663479A JPS6042984B2 JP S6042984 B2 JPS6042984 B2 JP S6042984B2 JP 54166634 A JP54166634 A JP 54166634A JP 16663479 A JP16663479 A JP 16663479A JP S6042984 B2 JPS6042984 B2 JP S6042984B2
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JP
Japan
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data
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bank
vector
pipeline
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JP54166634A
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啓一郎 内田
正徳 茂木
哲郎 岡本
功 東
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F15/00Digital computers in general; Data processing equipment in general
    • G06F15/76Architectures of general purpose stored program computers
    • G06F15/80Architectures of general purpose stored program computers comprising an array of processing units with common control, e.g. single instruction multiple data processors
    • G06F15/8053Vector processors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Advance Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パイプライン演算装置、特に主記憶装置に
格納されている一連の複数個のデータを順次パイプライ
ン演算部に入力して演算するパイプライン演算装置にお
いて、上記一連の複数個のデータを保持しておき上記一
連の複数個のデータを予め定められた順番に供給する複
数個のベクトル・レジスタをもうけ、かつ該複数個のベ
クトル・レジスタを同じ1つのバンク単位内を分割する
より複数個のバンク単位に収容した上でいわゆるインタ
リーフをかけた形に構成したパイプライン演算装置に関
するものである。
例えばベクトル演算装置においては、ベクトルBに属
するエレメント・データb。
、b、・・・・・・および/またはベクトルCに属する
エレメント・データCo、c、、 ・・・・・・をパイ
プライン処理によつて演算し、その結果得られたエレメ
ント・データa。、al、・・・・・・をベクトルAに
属するエレメント・データとして抽出することが行なわ
れる。この場合、上記エレメント・データ坏、b、やC
o、c、、 ・・・・・・を主記憶装置から直接ロード
してバイブライン演算部に入力したり、あるいは抽出さ
れたエレメント・データA。,al,・・・・を主記憶
装置に直接ストアするようにすると、主記憶装置のアク
セス速度に制限されて処理速度が遅くなつてしまう。こ
のために、主記憶装置とバイブライン演算部との間に、
複数個のベクトル・レジスタを用意しておき、主記憶装
置からロードしたエレメント・データを上記ベクトル・
レジスタに保持させておき、当該ベクトル・レジスタか
らバイブライン演算部に供給することが行なわれる。ま
たバイブライン演算部によつて演算した結果のエレメン
ト●データを上記ベクトル・レジスタにストアし、必要
に応じて主記憶装置にストアすることが行なわれる。こ
のようなベクトル・レジスタは演算の都合上からはその
個数が多い程好ましいものであつて、例えば25帽のベ
クトル●レジスタを用意することが行なわれる。
上記ベクトル・レジスタはメモリ構成とすることが好ま
しいが、上記各ベクトル・レジスタを夫々互に独立にア
クセスできバンク単位に別々に収容するようにすると、
バンク単位の個数が大となりハードウェア量が大となり
過ぎる。このような1つのベクトル●レジスタは例えば
25帽のエレメント・データを格納する程度で足りるも
のであり、またバイブライン演算部側からの要請によつ
て同時に並列的にアクセスされるベクトル・レジスタの
数は高々8個程度で足りることから、例えば8個のバン
ク単位を用いて例えば25帽のベクトル・レジスタを収
容し、可能な限り各ベクトル●レジスタ内のエレメント
●データを並列的に読出しまたは書込み得るようにする
ことが望まれる。
本発明は、上記の点を解決することを目的としており、
主記憶装置などに用いられているインタリーブの概念を
導入して上記目的にかなうよう配慮したバイブライン演
算装置を提供することを目的としている。
そしてそのため、本発明のバイブライン演算装置は、一
連の複数個のデータを格納する主記憶装置をそなえ、該
主記憶装置に格納されている上記一連の複数個のデータ
をバイブライン演算部に入力してバイブライン処理を行
なうバイブライン演算処理装置において、上記主記憶装
置と上記バイブライン演算部との間に、上記記憶装置か
らロードされた上記データが格納されると共に上記バイ
ブライン演算部によつて演算された結果のデータが格納
される複数個のベクトル・レジスタをそなえ、上記複数
個のベクトル●レジスタが同じ1つのバンク単位内を分
割するようにして複数個のバンク単位に収容され、かつ
1つのベクトル・レジスタの第1番目のデータと第(1
+1)番目のデータとが互に異なるバンク単位に格納さ
れて構成され、かつ、上記複数のバンクはそれぞれその
入出力部をバンク毎に分離し、複数のデータ格納元から
のデータは各バンク毎にもうけられる入力選択回路を介
して各バンクに個別に入力し、複数のデータ出刃先への
データは各出刃先毎にもうけられる出力選択回路を介し
て出力するように構成し、これにより上記複数の各バン
ク単位の出力が互に異なるバスを介して上記バイブiラ
イン演算部側に供給されることを特徴としている。以下
図面を参照しつつ説明する。
第1図は本発明の一実施例構成を示し、第2図および第
3図は夫々本発明の詳細な説明する説明図を示す。
第1図において、#0VR,#1■R,#2■R,・・
・・#NVRは夫々ベクトル●レジスタ、1一0ないし
1−3は夫々バンク単位、2は主記憶装置(図示せず)
からのデータをロードするロード処理部、3−0ないし
3−2は夫々ベクトル・レジスタ書込みレジスタ、4−
0ないし4−4はa夫々ベクトル●レジスタ読出しレジ
スタ、5は主記憶装置(図示せず)へのデータをストア
するストア処理部、6はバイブライン加算演算部、6は
バイブライン乗算演算部、7−0ないし7−2は夫々入
力バス、8−0ないし8−3は夫々入力選・択回路、9
−0ないし9−9は夫々出力選択回路、10−0ないし
10−3は夫々出力バス、×印はゲートを表わしている
図示の場合、各ベクトル・レジスタ#0VRないし#N
VRは、各バンク単位置−0ないし1−3ノに分散する
ように対応づけられている。
換言すれば1つのバンク単位内が区分されて、各ベクト
ル●レジスタ#0VRないし#NVRの1部を分担する
ようにされている。そして、1つのベクトル●レジスタ
例えば#0■Rに格納されるエレメント・データは、第
0番目のデータがバンク単位置−0に格納され、第1番
目のデータがバンク単位置−1に格納され、第2番目の
データがバンク単位置−2に格納され、第3番目のデー
タがバンク単位置−3に格納され、第4番目のデータが
バンク単位置−0に格納され・・・・ ・・るように、
いわゆるインタリーブした形に格納されている。更に図
示においては、本発明に不可欠な構成ではないが、ベク
トル●レジスタ#0VRの第0番目のエレメント・デー
タはバンク単位置−0に、ベクトル・レジスタ#1■R
の第0番目のエレメントデータはバンク単位置−1に・
・・・の如く、同じナンバのエレメント・データが可能
な限り異なつたバンク単位に位置するようにされている
。今ベクトルBに属するエレメント●データB。
,bl,・・・・が主記憶装置(MEM)からロードさ
れてベクトル●レジスタ#1VR内に格納されているも
のとし、またベクトルCに属するエレメント・データC
。,Cl,・・が同じくベクトル・レジスタ#2VR内
に格納されているとする。この状態で、ベクトル加算命
令 #0VR(1)←(#1■R(1))+(#2VR(1
))が与えられたとすると次の如く処理される。
なおこの場合、バイブライン加算演算部6が3段のスー
テツプ段数をもつものとする(第2図参照)。(1)サ
イクルTOにおいて、バンク1−1と1一2とにリード
アクセスが行なわれ、バンク1−3に対してライト・ア
クセスが行なわれる。(2)サイクルT1において、バ
ンク1−1からの.データ民とバンク1−2からのデー
タCOとが演算部6のステップIに入力される。このと
き同時にバンク1−2と1−3とにリード・アクセスが
行なわれ、バンク1−0にライト・アクセスが行なわれ
る。(3)サイクルT2において、データ玩とC。
とは演算部6のステップ■に入力される。データb1と
C1とは演算部6のステップIに入力される。バンク1
−3と1−0とにリード・アクセスが行なわれ、バンク
1−1にライト●アクセスが行なわれる。(4)サイク
ルT3において、データ軛とC。
とは演算部6のステップ■に入力される。データb1と
C1とは演算部6のステップ■に入力される。データ■
とC2とは演算部6のステップIに入力される。バンク
1−0と1−1とにリード●アク行なわれ、バンク1−
2にライト・アクセスが行なわれる。(5)サイクルT
4において、データ塊とC。
との加算結果のデータ%がレジスタ3−0にセットされ
る。データKgとC1とは演算部6のステップ■に入力
される。データ■とC2とは演算部6のステップ■に入
力される。データ煽とC3とは演算部6のステップIに
入力される。バンク1−1と1−2とにリード・アクセ
スが行なわれ、バンク1−3にライト・アクセスが行な
われる。(6)サイクルT5において、バンク1−2と
1−3とにリード・アダセスが行なわれ、バンク1一0
に対してライト・アクセスが行なわれる。このときレジ
スタ3−0の内容(データA。)がベクトル●レジスタ
#0VRに格納される。勿論、データb1とC1との加
算結果のデータaェはレジスタ3−0にセットされる。
データB2とC2とは演算部6のステップ■に入力され
る。データ?とC1とは、第2図を参照して上述した如
く、4バンクを用いている第1図図示の構成においては
、レジスタ3や4などによつてタイミングを合わせるこ
とによつて、最大4つのベクトル・エレメント・データ
を並列に順次リード/ライトすることが可能となる。
一般には8バンク存在すれば通常の処理に当つて全く不
便はないものであり、8バンク構成にすることは任意で
ある。なおベクトル・レジスタ#0■Rないし#NVR
の個数は多いほど便利であるが(主記憶装置(MEM)
に対してストアする処理が少なくなる)、本発明の構成
によればバンク数を増大することなく、ベクトル・レジ
スタの個数を増大することが可能となる。更に各ベクト
ル・レジスタ#0VR,#1■R,・・を夫々別々に1
つのバンクに収容した場合には、命令1と命令■との関
係において場合によつては第3図A図示の如く持ち時間
を必要とすることが生じる。
即ち、命令1においてベクトル・レジスタ例えば#0■
Rに演算結果を格納し、命令■においてベクトル・レジ
スタ#0VRの内容を利用する場合には、命令1におい
てベクトル・レジスタ#0■Rがアクセスされつつある
ために、命令1の処理が終了するまで命令■の処理を開
始することができない。しかし、本発明の構成を採用す
る場合、第3図B図示の如く、命令1と命令■とを時間
的に重複させて実行することが可能となる。即ち、命令
1において例えばバンク1−1に演算結果のエレメント
Aiを格納したとすると、次のサイクルにおいてはバン
ク1−(1+1)にエレメントAi+1が格納されるこ
ととなる。したがつて当該サイクルにおいて一般にバン
ク1−1は空き状態にあり、先に格納したエレメントA
iを読出して命令■において演算することが可能となる
。以上説明した如く、本発明によれば、ベクトル・レジ
スタの個数分のバンク単位を必要とすることなく、実用
差支えない範囲のバンク単位を用いつつ任意のベクトル
・レジスタの内容を並列的に利用することが可能となる
また第3図に関連して説明した如き、いわゆるリンクさ
れた命令についての処理が容易になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例構成を示し、第2図および第
3図は夫々本発明の詳細な説明する説明図を示す。 図中、#0VR,#1VR,・・・は夫々ベクトル・レ
ジスタ、1−0,1−1,・・・は夫々バンク単位、2
はロード処理部、3−0,3−1,・・,4−0,4−
1,・・・は夫々レジスタ、5はストア処理部、6はバ
イブライン加算演算部、6″はバイブライン乗算演算部
、8−0,8−1,・・,9−0,9−1,・・・は夫
々選択回路、7−0,7−1,・・,10−0,10−
1,・・・は夫々バスを表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一連の複数個のデータを格納する主記憶装置をそな
    え、該主記憶装置に格納されている上記一連の複数個の
    データを順次パイプライン演算部に入力してパイプライ
    ン処理を行なうパイプライン演算処理装置において、上
    記主記憶装置と上記パイプライン演算部との間に、上記
    記憶装置からロードされた上記データが格納されると共
    に上記パイプライン演算部によつて演算された結果のデ
    ータが格納されると複数個のベクトル・レジスタをそな
    え、上記複数個のベクトル・レジスタが同じ1つのバン
    ク単位内を分割するようにして複数個のバンク単位に収
    容され、かつ1つのベクトル・レジスタの第i番目のデ
    ータと第(i+4)番目のデータとが互に異なるバンク
    単位に格納されて構成され、かつ、上記複数のバンクは
    それぞれの入出力部をバンク毎に分離し、複数のデータ
    格納元からのデータは各バンク毎にもうけられる入力選
    択回路を介して各バンクに個別に入力し、複数のデータ
    出力先へのデータは各出力先毎にもうけられる出力選択
    回路を出力するよう構成し、これにより上記複数の各バ
    ンク単位の出力が互に異なるバスを介して上記パイプラ
    イン演算部側に供給されることを特徴とするパイプライ
    ン演算装置。 2 上記複数個のベクトル・レジスタの少なくとも2つ
    のベクトル・レジスタは夫々のレジスタに格納される第
    0番目、第1番目、・・・・・・、第i番目、・・・・
    ・・のデータが互に異なるバンク単位に格納されること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のパイプライン
    演算装置。
JP54166634A 1979-12-21 1979-12-21 パイプライン演算装置 Expired JPS6042984B2 (ja)

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Publication Number Publication Date
JPS5688559A JPS5688559A (en) 1981-07-18
JPS6042984B2 true JPS6042984B2 (ja) 1985-09-26

Family

ID=15834910

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Families Citing this family (7)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59163671A (ja) * 1983-03-09 1984-09-14 Nec Corp ベクトル処理装置
JPS61262971A (ja) * 1985-05-17 1986-11-20 Fujitsu Ltd ベクトルレジスタの構成方式
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JPS5688559A (en) 1981-07-18

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