JPS61217868A - ベクトルデ−タアクセス制御方式 - Google Patents

ベクトルデ−タアクセス制御方式

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JPS61217868A
JPS61217868A JP5983185A JP5983185A JPS61217868A JP S61217868 A JPS61217868 A JP S61217868A JP 5983185 A JP5983185 A JP 5983185A JP 5983185 A JP5983185 A JP 5983185A JP S61217868 A JPS61217868 A JP S61217868A
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JP
Japan
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JP5983185A
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English (en)
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Akira Yoshida
亮 吉田
Kazuhiko Suzuki
一彦 鈴木
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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〕 複数個のエレメントを持つベクトルレジスタ(VR) 
(5)と1主記憶(VMSU) (1)を有し、上記ベ
クトルレジスタ(VR) (5) と主記憶(VMSI
J) (1)との間で、データを転送するアクセスパイ
プラインを持つベクトルデータ処理装置において、上記
複数個のエレメント対応に、ロード/ストアすべきエレ
メントを指定するマスクレジスタ(MR) (6)を設
けることにより、ベクトル演算に必要なエレメントのみ
をアクセスできるようにしたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は複数個のエレメントを持つベクトルレジスタ(
VR) (5)と1主記憶(VMSU) (1)を存し
、上記ベクトルレジスタ(VR) (5) と主記憶(
VMSU) (1)との間で、データを転送するアクセ
スパイプラインを持つベクトルデータ処理装置における
ベクトルデータアクセス制御方式に関する。
最近の巨大科学技術、例えば原子力、航空機。
気象等の分野においては、大量のデータを高速に処理す
る必要があり、スーパーコンピュータが用いられている
該スーパーコンピュータにおいては、上記大量のデータ
に対してベクトル演算を施し、高速処理を実現している
が、該ベクトル演算をより高速に行う為には、主記憶(
VMSU)とベクトルレジスタ(VR)との間における
ベクトルロード/ストア命令の高速化が必須条件となる
一方、最近の半導体技術の著しい進歩に伴って、主記憶
<vnsu )におけるメモリ容量の増大化が図られ、
大量のデータを該主記憶(νMSU )上に展開できる
ようになってきたが、それらのデータの内、実際にベク
トル演算で必要とするデータは少ない場合が多い。例え
ば、連立−次方程式を解いたり、固有値を求めたり、ス
パース行列を扱う場合等は、非零要素が少ないのが普通
である。
従って、大量のベクトルデータの中から、ベクトル演算
に必要とするデータを抽出して、高速にベクトル演算を
行うことができるベクトルデータアクセス制御方式が待
たれていた。
〔従来の技術〕
第4図は従来のベクトルデータに対するアクセス制御方
式をブロック図で示したもので、ベクトルロード命令を
実行した時には、ロード/ストアff1l[Iユニット
(VS) 3のアドレス発生回路32から発行されたア
ドレスを逐次、記憶制御ユニッ)(VMSII) 2を
通して、主記憶(VMSU) Iニ送出し、該アクセス
によって読み出されたベクトルデータは、総てデータバ
スから、上記ロード/ストア制御ユニット(VS) 3
の図示していないロードパイプラインを通して、アライ
ン回路31に入力され、アライン制御回路30からのア
ドレスに基づいて、該アライン回路31で整列された後
、ベクトルレジスタ書き込み/読み出し制御部51の制
御の基にベクトルレジスタ(VR) 5にロードしてい
た。
同様に、ベクトルストア命令を実行した時には、上記ア
ドレス発生回路32で発行された主記憶(VMSU) 
1のアドレスに対して、ベクトルレジスタ書き込み/読
み出し制御部51の制御の元に、ベクトルレジスタ(V
R) 5から読み出されたベクトルデータを、アライン
回路31で整列し、図示していないストアパイプライン
、データバスを通して、主記憶(VMSU) 1に総て
ストアしていた。
(発明が解決しようとする問題点〕 従って、従来のベクトルロード命令においては、ベクト
ル演算ユニット(シロυ)52では必要としないベクト
ルエレメントも、総てメモリアクセスし、ベクトルレジ
スタ(VR) 5上に全ベクトルエレメントを転送した
後で、ベクトルコンプレス (圧縮)命令によって、必
要なベクトルエレメントのみを抽出する必要があった。
同様にベクトルストア命令においては、主記憶(VMS
U) 1にストアする必要のないベクトルエレメントも
ストアする必要があり、演算結果を書き込んだベクトル
レジスタ(VR) 5の内容を、ベクトルエクスパンド
(拡張)命令で元のベクトルエレメントデータに拡散し
た後で、主記憶(VMSU) 1にベクトルストアする
必要があった。
即ち、従来方式においては、ベクトル演算命令にはマス
ク処理機能があったが、ベクトルロード/ストア命令に
はマスク処理機能がなかった。
本発明は上記従来の欠点に鑑み、連続したベクトルデー
タの内、ベクトル演算に必要とするエレメントのみをマ
スクして、ベクトルロード/ストアすることのできるベ
クトルデータアクセス制御方式を提供することを目的と
するものである。
〔問題点を解決する為の手段〕
第1図は本発明のマスクレジスタ(MR) 6によるベ
クトルロード/ストア制御方式の原理を示したもので、
例えばマスク付きロード/ストア命令を設け、該命令が
指定するマスクレジスタ(MR) 6をマスクレジスタ
選択回路23で選択し、該選択されたマスクレジスタ(
MR) 6の内容に従って、ロード/ストアパイプライ
ン制御回路22の制御の基に、エレメント対応に主記憶
(VMSU) 1から読み出したベクトルデータ、或い
はベクトルレジスタ(VR) 5から読み出されたベク
トルデータを制御し、上記マスクレジスタ(MR) 6
の゛オンゝのビットに対応したエレメントのみについて
、ベクトルロード/ストアを行うように構成されている
〔作用〕
即ち、本発明によれば、マスクレジスタ(MR) 6の
内容を参照することによって、ベクトル演算に必要なベ
クトルエレメント(例えば、マスクレジスタ(MR) 
6の“オン゛のビットに対応するエレメント)のみをメ
モリアクセスすることができるようにしたものであるの
で、不必要なメモリアクセスによるバス衝突、バンク衝
突を除くことができると共に、メモリアクセスの頻度を
減少させることができる。その結果、従来メモリアクセ
スネックにより、ベクトル演算そのものの効率を下げて
いた要因を取り除くことができ、ベクトルデータ処理装
置全体の処理能力を向上させることができる。又、ベク
トルデータ中のベクトル演算に必要なエレメントの比率
が特に小さい時には、上記メモリアクセスの頻度減少の
割合が顕著となり、その効果は更に大きくなる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
第2図は本発明の一実施例をブロック図で示したもので
、第3図は本発明を実施してメモリアクセスを行う時の
動作を模式的に示したものである。
第2図、第3図において、第4図と同じ符号は同じ対象
物を示しており、マスクレジスタ(MR) 6゜マスク
付きロード/ストア制御回路7が本発明を実施するのに
必要な機能ブロックである。
先ず、本発明を実施する為には、例えば、マスク付きロ
ード/ストア命令を設ける必要が゛ある。
該命令には、その「OPコード」によって、ダイレクト
、インダイレクト命令と、圧縮機能付きロード命令、拡
張機能付きストア命令に分類することができる。
上記において、 X2.82パート:メモリオペランドアドレスを指定す
る。
R1パート:ベクトルレジスタ(VR)を指定する。
R4パート:参照すべきマスクレジスタ(MR)を指定
する。
R2パート:ディスタント値、即ち、1つのオペランド
アドレスで、4バイト/8バイト等のデータブロックを
指定したい時に使用する。この機能により、任意の大き
さのブロック単位のメモリアクセスが可能となる。
又、上記インダイレクト命令の時には、マスクレジスタ
(MR) 5の°オン°のビットに対応する要素(エレ
メント)に対してのみアドレスを発生するように動作す
る。
以下、第3図の動作図を参照しながら、第2図によって
、本発明を実施した時のベクトルロード/ストア動作を
説明する。
「爾後はベクトルロード/ストア動作」■ブロック単位
のアクセス: (a)ベクトルロード(VL)命令の場合:ロード/ス
トア制御ユニット(VS) 3のアドレス発生回路32
で発行したアドレスで、R2パートが指定するバイト数
(例えば、4バイト/8バイト等)を1ブロツクとして
、主記憶(VMSU) 1がら該lブロックの全エレメ
ントのベクトルデータをロードパイプライン(図示せず
)に読み出し、アライン回路31で整列した後、R1パ
ートが指定するベクトルレジスタ(VR) 5にロード
する時、マスク付きロード/ストア制御回路7の制御の
基に、複数個のマスクレジスタ(MR) 6の中から、
R4パートが指定するマスクレジスタ(MR) 6を選
択し、gl −7スフレジスタ(MR) 6の“オン°
のビットに対応するエレメントのみを、ベクトルレジス
タ書き込み/読み出し制御部51の制御の基に、ベクト
ルレジスタ(VR) 5の当該位置に書き込むように動
作する。
従って、第3図(a)で示したように、ベクトルレジス
タ(VR) 5には、マスクレジスタ(MR) 6の。
オン”のビットに対応する要素(エレメント)のみしか
ロードされないので、 “オフ”のエレメントには元の
データが残っており、所謂「歯抜け」ロードが行われる
(b)ベクトルストア(VST)命令の場合:先ず、該
ロードされたベクトルデータに対して、ベクトル演算ユ
ニット(VEU) 52において、ベクトル演算が施さ
れた後、ベクトルレジスタ(VR“)5に書き込まれる
該書き込まれたベクトルデータは、ベクトルストア(V
ST)命令によって、主記憶(VMSII) 1にスト
アされる。
この時、上記ベクトルレジスタ(VR’)5から、ベク
トルレジスタ書き込み/読み出し制御部51の制御の基
に、全エレメントが読み出されると、マスク付きロード
/ストア制御回路7の制御の基に、R4パートが指定す
るマスクレジスタ(MR’)6が選択され、該マスクレ
ジスタ(MR’) 6の゛オンゝのビットに対応するエ
レメントのみが、ロード/ストア制御ユニット(VS)
 3のアライン制御回路30で選択され、アライン回路
31で整列された後、ストアパイプライン(図示せず)
、データバスを経て、アドレス発生回路32が指定する
アドレスの主記憶(VMSU) 1に順次ストアされる
ように動作する。
この場合にも、マスクレジスタ(MR’) 6の°オフ
゛のビットに対応するエレメントは、元のデータが残っ
ており、所謂「歯抜け」ストアとなる。
尚、本ブロックアクセスの場合は、マスクオフのエレメ
ントに対しても、ダミー要求が出ることになるが、オー
バヘッドになることはないので問題はない。
■ ランダムアクセスの場合: ベクトルインダイレクトロード(VIL) /ストア(
VIST)命令の場合には、マスクレジスタ(MR) 
6の内容によって、上記アドレス発生回路32が制御さ
れるので、マスクレジスタ(MR) 5の゛オン゛に対
応するアドレスのみが発行される結果、ベクトルレジス
タ(VR) 5に対するロード動作、主記憶(VMSU
) 1に対するストア動作共に、■と同じ[歯抜け」動
作となることが分かる。
「圧縮ロード/拡張ストア動作」 圧縮ベクトルロード命令、或いは拡張ベクトルストア命
令によって実行されるメモリアクセス動作であるが、主
記憶(VMS[I) lからの読み出し、主記憶(VM
SU) 1へのストア動作、及びマスクレジスタ(MR
) 6によるマスク制御は、上記「歯抜はロード/スト
ア動作」と全く同じであり、ベクトルレジスタ(VTI
) 5に対する書き込み、読み出し制御のみが異なる。
■ 圧縮ロード命令の場合= 主記憶(VMSU) 1から読み出され、ロード/スト
ア制j15ユニット(VS) 3のアライン回路31で
整列されたベクトルデータを、マスクレジスタ(FIR
) 6によって制御し、ベクトルレジスタ(VR) 5
に書き込ム場合、ベクトルレジスタ書き込み/読み出し
制御部51の制御の基に、第3図(b)で示したように
、コンプレス(圧縮)されて書き込まれる所に特徴があ
る。従って、この場合には、ベクトルレジスタ(VR)
 5に対する「歯抜け」ロードは起こらないので、効率
の良い書き込みができる。
■ 拡張ストア命令の場合: ベクトルレジスタ(VR) 5に書き込まれているベク
トルデータを読み出す際、ベクトルレジスタ書き込み/
読み出し制御部51の制御の基に、マスクレジスタ(M
R) 6の内容に基づいて、 °オン9のビットに対応
するエレメント位置に拡散した後、該マスクレジスタ(
MR) 6の“オン゛のビットに対応するアドレスの主
記憶(VMSU) 1にストアするように制御されるの
で、マスクオフのアドレスには元のデータが残り、この
場合には、第3図(b)で示すように、所謂「歯抜け」
ストアとなることが分かる。
上記の何れの方法においても、マスクレジスタ(MR)
 6がない時の従来方式と同じ時間で処理でき、マスク
レジスタ(MR) 6に対する読み出しは、本ベクトル
ロード/ストア命令を実行する上でオーバヘッドとなる
ことがない為、該ベクトルロード/ストア命令の立ち上
がり時間が伸びることがないと云う特徴がある。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明のへクトルデータ
アクセス制御方式は、マスクレジスタ(MR) 6の内
容を参照することによって、ベクトル演算に必要なベク
トルエレメント(例えば、マスクレジスタ(MR) 6
の゛オン゛のビットに対応するエレメント)のみをメモ
リアクセスすることができるようにしたものであるので
、不必要なメモリアクセスによるバス衝突、バンク衝突
を除くことができると共に、メモリアクセスの頻度を減
少させることができる。その結果、従来メモリアクセス
ネ、ツタにより、ベクトル演算そのものの効率を下げて
いた要因を取り除くことができ、ベクトルデータ処理装
置全体の処理能力を向上させることができる。又、ベク
トルデータ中のベクトル演算に必要なエレメントの比率
が特に小さい時には、上記メモリアクセスの頻度減少の
割合が顕著となり、その効果は更に大きくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のベクトルロード/ストア制御方式の原
理を説明する図。 第2図は本発明の一実施例をブロック図で示した図。 第3図は本発明のメモリアクセス動作を説明する図。 第4図は従来のベクトルデータに対するアクセス制御方
式を説明する図。 である。 図面において、 1は主記憶装置(VMSU) 。 2は記憶制御ユニット(VMCU) 。 21はロード/ストアパイプライン。 22はロード/ストアパイプライン制御回路。 23はマスクレジスタ選択回路。 3はロード/ストア制御ユニット(VS) 。 31はアライン回路、30はアライン制御回路、32は
アドレス発生回路、5はベクトルレジスタ(VR) 。 51はベクトルレジスタ書き込み/読み出し制御部。 52はベクトル演算ユニット(VBtl) 。 6はマスクレジスタ(淋)。 7はマスク付きロード/ストア制御ユニット。 A(1)、A(2)、−はベクトルエレメント。 をそれぞれ示す。 率 1 z (ロード)            (ス>7)坏 3
 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数個のエレメントを持つベクトルレジスタ(V
    R)(5)と、主記憶(VMSU)(1)を有し、上記
    ベクトルレジスタ(VR)(5)と主記憶(VMSU)
    (1)との間で、データを転送するアクセスパイプライ
    ンを持つベクトルデータ処理装置において、 上記アクセスパイプラインからのメモリリクエストをマ
    スクレジスタ(MR)(6)の内容によって制御するこ
    とを特徴とするベクトルデータアクセス制御方式。
  2. (2)上記アクセスパイプラインのメモリリクエストを
    マスクレジスタ(MR)(6)の内容によって制御する
    際に、 複数個のマスクレジスタ(MR)(6)の中から1つの
    マスクレジスタ(MR)(6)を選択することによって
    、該アクセスパイプラインからのメモリアクセス制御を
    行う事を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のベク
    トルデータアクセス制御方式。
JP5983185A 1985-03-25 1985-03-25 ベクトルデ−タアクセス制御方式 Pending JPS61217868A (ja)

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JP5983185A JPS61217868A (ja) 1985-03-25 1985-03-25 ベクトルデ−タアクセス制御方式

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JP5983185A JPS61217868A (ja) 1985-03-25 1985-03-25 ベクトルデ−タアクセス制御方式

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JPS61217868A true JPS61217868A (ja) 1986-09-27

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JP5983185A Pending JPS61217868A (ja) 1985-03-25 1985-03-25 ベクトルデ−タアクセス制御方式

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JP (1) JPS61217868A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012137839A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Fujitsu Ltd メモリ制御装置、及びメモリ制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012137839A (ja) * 2010-12-24 2012-07-19 Fujitsu Ltd メモリ制御装置、及びメモリ制御方法

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