JPS6249557A - Data distributing system for parallel computer - Google Patents

Data distributing system for parallel computer

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Publication number
JPS6249557A
JPS6249557A JP60190623A JP19062385A JPS6249557A JP S6249557 A JPS6249557 A JP S6249557A JP 60190623 A JP60190623 A JP 60190623A JP 19062385 A JP19062385 A JP 19062385A JP S6249557 A JPS6249557 A JP S6249557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
cell
cells
access
distance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60190623A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Ishihata
石畑 宏明
Morio Ikesaka
守夫 池坂
Mitsuo Ishii
石井 光雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP60190623A priority Critical patent/JPS6249557A/en
Publication of JPS6249557A publication Critical patent/JPS6249557A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the data access efficiency with parallel computers by storing the data on the data number that is decided by an equation I into a cell of the i-th row and the j-th column with the dividing number of data defined as N. CONSTITUTION:Many cells are arrayed in a 2-dimensional grid form and the cells adjacent in four directions are connected to the parallel computers via communication channels. In such parallel computers, the data on the data number decide by an equation I is stored in a cell of the i-th line and the j-th column [i, j: positions in square grid of NXN set at value 0-(N-1)] when the dividing number of data is defined as N (=2L<2>+2L+1, where L means a natural number). The diagram shows an example where a piece of data is divided into five parts 0-4 for distribution to form a data distribution pattern. This pattern fills a (5X5) 2-dimensional square grid and any of these cells can give an access to the optional data within the distance '1'. Furthermore the minimum average access distance is obtained among the distribution patterns of the same number of divisions.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 並列計算機上に大量のデータを分散配置するときに、ど
のセルから見ても一定距離以内に全データが存在するよ
うに配置する方式である。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] This is a method of distributing a large amount of data on a parallel computer so that all the data exists within a certain distance from any cell.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

最近、計算機の能力向上のために、高並列度計算機が注
目されている。特に、セル間の通信路の実装の容易さと
2次元データの取り扱い易さの点から2次元格子状にセ
ルを配置した並列計算機が有望である。第5図はこの種
の並列計算機の1例を示す図である。第5図において、
1はホスト・コンピュータ、2はインタフェース、3は
ビデオ・コントローラ、4はカメラ、5はディスプレイ
、6−11ないし5−nmはセル、C−BUSは共通バ
ス、V−Busはビデオ・バス、VC−BUSはビデオ
・コントロール・バス、Pは通信路をそれぞれ示してい
る。セル6はマイコン又はミニコンで構成されている。
Recently, highly parallel computers have been attracting attention in order to improve computer performance. In particular, parallel computers in which cells are arranged in a two-dimensional grid are promising because of the ease of implementing communication paths between cells and the ease of handling two-dimensional data. FIG. 5 is a diagram showing an example of this type of parallel computer. In Figure 5,
1 is a host computer, 2 is an interface, 3 is a video controller, 4 is a camera, 5 is a display, 6-11 or 5-nm is a cell, C-BUS is a common bus, V-Bus is a video bus, VC -BUS indicates a video control bus, and P indicates a communication path. The cell 6 is composed of a microcomputer or a minicomputer.

隣接するセル6間には通信路Pが設けられている。共通
データへのアクセスによる効率の低下をさけるため、各
セル6が全世界の情報を独立して持ち、自律的に動作す
ることが望ましい。しかし、現実の大量のデータや画像
データなどは、1つのセル6が全て持つには、過大であ
る。このようなデータを分割し、複数のセル6に分散し
て記憶し、恰も自セル6内にあるデータであるかのよう
に取り扱い得ると便利である。この機能は共通バスを利
用しても実現できるが、セル6の数が増加すると共通バ
スの競合による効率低下を余儀なくされる。そこで、デ
ータのアクセスを隣接通信ネットワークを使用して実現
することが望まれる。
A communication path P is provided between adjacent cells 6. In order to avoid a decrease in efficiency due to access to common data, it is desirable that each cell 6 independently hold information from all over the world and operate autonomously. However, in reality, a large amount of data, image data, etc. is too large for one cell 6 to hold. It would be convenient if such data could be divided, distributed and stored in a plurality of cells 6, and handled as if it were data within the own cell 6. Although this function can be realized by using a common bus, as the number of cells 6 increases, efficiency is inevitably lowered due to competition for the common bus. Therefore, it is desirable to realize data access using an adjacent communication network.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記の考察に基づくものであって、上記のよ
うな並列計算機においてデータのアクセスを効率よく行
い得るようにデータを分散配置する方式を提供すること
を目的としている。
The present invention is based on the above consideration, and an object of the present invention is to provide a method for distributing and arranging data so that data can be accessed efficiently in a parallel computer as described above.

〔目的を達成するための手段〕[Means to achieve the purpose]

そしてそのため本発明の並列計算機におけるデータ分散
配置方式は、多数のセルを2次元格子状に配列し、隣接
する4方向のセルと通信路で接続した形式の並列計算機
において、データの分割数をN(但し、N=2L” +
2L+1であって、Lは自然数)とするとき、第i行第
j列(但しi。
Therefore, in the data distribution arrangement method for a parallel computer of the present invention, in a parallel computer in which a large number of cells are arranged in a two-dimensional grid and connected to adjacent cells in four directions through communication paths, the number of data divisions is N. (However, N=2L" +
2L+1, where L is a natural number), the i-th row and j-th column (where i.

jはN×Nの正方形格子における位置を示し、0ないし
N−1の値を取る)のセルに、 D =mod (i+(2L+1)杓、N)0≦i、j
 ≦N−1 で定まるデータ番号のデータを記憶させることを特徴と
するものである。
D = mod (i + (2L + 1), N) 0≦i, j
It is characterized in that data of a data number determined by ≦N-1 is stored.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

くデータの分散配置〉 隣接通信路は、2次元の正方格子状に接続され、上下左
右の端で折り返され、トーラス状の接続になっているも
のとする。データを分散配置する時の配置パターンとし
ては、以下のような特性を持つ必要がある。
Distributed data arrangement> It is assumed that the adjacent communication channels are connected in a two-dimensional square lattice pattern and are folded back at the top, bottom, left and right ends to form a torus-like connection. The arrangement pattern when distributing data must have the following characteristics.

■ データの配置が個々のセルで独立に求まる。■ Data placement can be determined independently for each cell.

■ 平均アクセス距離と最大アクセス距離が小さい。■ Average access distance and maximum access distance are small.

■ トーラスの表面をデータで規則正しく埋め尽くず。■ The surface of the torus is not regularly filled with data.

■〜■の条件を満たす方法として、本発明はデータを自
セルからの距離がL以内のセルに分散する方法を提案す
るものである。
As a method that satisfies the conditions (1) to (4), the present invention proposes a method of distributing data to cells within a distance of L from the own cell.

第1図は1つのデータをO〜4の5つの部分に分割して
配置するときのデータ分散配置パターンの例を示すもの
である。この例では最大アクセス距離は1.0、平均ア
クセス距離は0.8である。この配置パターンは、5×
5の2次元正方格子を充填し、どのセルでも任意のデー
タに距離1以内でアクセスできる。また、同じ分割数の
配置パターン中では、平均アクセス距離が最少になる。
FIG. 1 shows an example of a data distribution arrangement pattern when one data is divided into five parts O to 4 and arranged. In this example, the maximum access distance is 1.0 and the average access distance is 0.8. This layout pattern is 5×
5, and any data can be accessed within a distance of 1 in any cell. Furthermore, the average access distance is the smallest among layout patterns with the same number of divisions.

第2図は最大距離、分割数、平均距離及び配置パターン
の例を示す図である。第2図に示すように、最大距離を
Lとするとき、分割数NはN・2L2+2L+1 となる。また、平均距離は となる。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the maximum distance, the number of divisions, the average distance, and the arrangement pattern. As shown in FIG. 2, when the maximum distance is L, the number of divisions N is N.2L2+2L+1. Also, the average distance is.

分割したデータに0−N−1の番号をつけると、各セル
の持つべきデータ番号りは次式のようになる。
When the divided data is numbered 0-N-1, the data number that each cell should have is as shown in the following equation.

D  =mod  (i+(2L+1)本j、N)0≦
i、j  ≦N−1(11 分割されたデータは、どのセルにおいても自分を中心と
した距離り以内に存在するが、そのデータを持つセルの
位置は個々のセル毎に異なる。この位置は、自分の持っ
ているデータ番号rとアクセスするデータ番号mから得
られる。
D = mod (i+(2L+1) books j, N) 0≦
i, j ≦N-1 (11 The divided data exists within a distance from the center of every cell, but the location of the cell that has the data differs for each cell. This location , is obtained from the data number r that one owns and the data number m to be accessed.

mod (m−r、N)=mod(i+(2L+1)*
J、N)−し ≦1+’j  ≦t、、H+Ijl≦L
(2)即ち、(2)式を満足する(t、j)がアククセ
スするデータを持つセルの自セルからの相対的位置を示
している。
mod (m-r, N)=mod(i+(2L+1)*
J, N) - ≦1+'j ≦t,, H+Ijl≦L
(2) That is, (t, j) that satisfies equation (2) indicates the relative position of the cell having the data to be accessed from the own cell.

〈データ・アクセス方式〉 各セルに分散配置したデータをアクセスする手段として
共通バスを用いる方法と、隣接通信路を用いる方法とが
ある。共通バスを使用する方法は、全セルが同じデータ
を同時に必要とする場合に有効である。これに対して、
隣接通信路を使用する方法は、各セルがランダムにデー
タを読み出す場合に有効である。
<Data Access Method> There are two methods for accessing data distributed in each cell: a method that uses a common bus, and a method that uses adjacent communication channels. The method of using a common bus is effective when all cells require the same data at the same time. On the contrary,
The method of using adjacent communication channels is effective when each cell reads data randomly.

分散配置したデータは、1つのセルからは仮想的ファイ
ルのイメージでアクセスする。1つのセルの持つデータ
は他の複数のセルから要求されるが、これら要求が一時
に1つのセルに殺到する状態が続くのを極力避ける必要
がある。このため、固定長のレコードを単位として、ル
コードずつ順にセル群に割り当てる形で記憶する。第3
図は分割数Nが5の場合のセルとレコードの関係を示す
ものであって、Ci  (i−0,1,・・・、4)は
データ番号iのデータを保持するセル、Rjは第j番目
のレコードをそれぞれ示している。こうすることにより
、セルがデータをシーケンシャルにアクセスした場合で
もデータの集中を緩和できる。
Distributed data is accessed from one cell as a virtual file image. Data held by one cell is requested by a plurality of other cells, but it is necessary to avoid a situation in which one cell is flooded with these requests at the same time as much as possible. For this reason, each fixed-length record is stored in a form that is sequentially assigned to a cell group one code at a time. Third
The figure shows the relationship between cells and records when the number of divisions N is 5, where Ci (i-0, 1,..., 4) is the cell that holds data with data number i, and Rj is the cell that holds data with data number i. The j-th record is shown respectively. By doing this, data concentration can be alleviated even when cells sequentially access data.

データの分散記憶モジュールはマルチタスク環境下で働
き、以下のタスク及びユーザがデータをアクセスする時
に使用するライブラリから構成される。
The data distributed storage module works in a multitasking environment and consists of the following tasks and libraries used by users to access data.

(a)  ユーザ・タスクUT (bl  中継タスクRT (C)  データ管理タスクDMT ユーザ・タスクUTはユーザ・プログラムであり、デー
タ・アクセス・ルーチンDARを介してデータ管理タス
クDMTへデータを要求する。中継タスクRTは、遠方
のセルにメツセージやデータを中継するタスクである。
(a) User task UT (bl Relay task RT (C) Data management task DMT User task UT is a user program and requests data from data management task DMT via data access routine DAR. Relay Task RT is a task that relays messages and data to distant cells.

データ管理タスクDMTは、分散データの記憶と管理を
するタスクである。
The data management task DMT is a task that stores and manages distributed data.

第4図は読み出しの場合のタスクの通信状況を示してい
る。データ・アクセス・ルーチンDARはユーザ・タス
クUTが要求したデータがどのセルが持っているかを判
断する。自分が持っておれば自セルのデータ管理タスク
DMTにデータを要求する(■)。4方向に隣接するセ
ルの内のどれかが持っておれば、そのセルのデータ管理
タスクDMTに要求する(■)。それ以外の場合は、デ
ータを持っているセルに近づく方向にある隣接セルの中
継タスクRTに処理を依願する(■、■)。データ要求
を受けた中継タスクRTは、更に隣の中継タスクRT又
はデータ管理タスクDMTにデータを要求する(■、■
)。データ管理タスクDMTはデータ要求を受けると要
求データを送る。この時も必要ならば中継タスクRTを
経由する。
FIG. 4 shows the communication status of tasks in the case of reading. The data access routine DAR determines which cell has the data requested by the user task UT. If it has it, it requests the data from the data management task DMT of its own cell (■). If any of the cells adjacent in the four directions has it, a request is made to the data management task DMT of that cell (■). In other cases, a request is made to the relay task RT of the adjacent cell in the direction approaching the cell that has the data (■, ■). The relay task RT that has received the data request further requests data from the adjacent relay task RT or data management task DMT (■,
). When the data management task DMT receives a data request, it sends the requested data. At this time as well, if necessary, the process passes through the relay task RT.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、セル
を2次元格子状に配列して構成した並列計算機において
、処理効率を低下させることなくデータを分散配置する
ことができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, data can be distributed in a parallel computer configured by arranging cells in a two-dimensional grid without reducing processing efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は1つのデータをO〜4の5つの部分に分割して
配置するときのデータ分散配置パターンの例を示す図、
第2図は最大距離、分割数、平均距離及び配置パターン
の例を示す図、第3図は分割数Nが5の場合のセルとレ
コードの関係を示す図、第4図は読み出しの場合のタス
クの通信状況を示す図、第5図はセルを2次元格子状に
配置した並列計算機の1例を示す図である。 1・・・ホスト・コンピュータ、2・・・インタフェー
ス、6−11ないし5−nm−セル、C−BUS・・・
共通バス、P・・・通信路。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a data distribution arrangement pattern when one data is divided into five parts O to 4 and arranged.
Figure 2 shows an example of the maximum distance, number of divisions, average distance, and arrangement pattern, Figure 3 shows the relationship between cells and records when the number of divisions N is 5, and Figure 4 shows the relationship between cells and records when reading. FIG. 5, which is a diagram showing the communication status of tasks, is a diagram showing an example of a parallel computer in which cells are arranged in a two-dimensional grid. 1... Host computer, 2... Interface, 6-11 to 5-nm-cell, C-BUS...
Common bus, P...communication path.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 多数のセルを2次元格子状に配列し、隣接する4方向の
セルと通信路で接続した形式の並列計算機において、デ
ータの分割数をN(但し、N=2L^2+2L+1であ
って、Lは自然数)とするとき、第i行第j列(但しi
、jはN×Nの正方形格子における位置を示し、0ない
しN−1の値を取る)のセルに、 0=mod(i+(2L+1)*j、N) 0≦i、j≦N−1 で定まるデータ番号のデータを記憶させることを特徴と
する並列計算機におけるデータ分散配置方式。
[Claims] In a parallel computer in which a large number of cells are arranged in a two-dimensional grid and connected to adjacent cells in four directions through communication paths, the number of data divisions is N (however, N=2L^2+2L+1 where L is a natural number), the i-th row and j-th column (where i
, j indicates the position in the N×N square grid and takes a value from 0 to N-1), 0=mod(i+(2L+1)*j,N) 0≦i, j≦N-1 A data distribution arrangement method in a parallel computer characterized by storing data of a data number determined by .
JP60190623A 1985-08-29 1985-08-29 Data distributing system for parallel computer Pending JPS6249557A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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