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公開番号2025008052
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023109895
出願日2023-07-04
発明の名称コンパイルプログラム及びコンパイル方法
出願人富士通株式会社
代理人弁理士法人真田特許事務所,個人
主分類G06F 8/41 20180101AFI20250109BHJP(計算;計数)
要約【課題】SIMD演算するために、1つの命令の実行に要する時間を短縮するとともに、使用上の制約を軽減する。
【解決手段】メモリからロードされるメモリデータにおいて、演算ループの脱出条件を満たすデータ要素が属する少なくとも一つの配列のデータ領域を、一度に並列して処理できるデータ長であるSIMD幅以上に確保し、前記データ要素の存在する前記配列内でのデータ位置を取得し、前記データ位置に基づいて前記配列のそれぞれのデータ要素に演算マスクを設定し、前記演算マスクを用いて前記メモリデータに対するSIMD演算を実行する、処理をコンピュータが実行するコンパイル方法を提供する。
【選択図】図23
特許請求の範囲【請求項１】
メモリからロードされるメモリデータにおいて、演算ループの脱出条件を満たすデータ要素が属する少なくとも一つの配列のデータ領域を、一度に並列して処理できるデータ長であるＳＩＭＤ（Single Instruction Multiple Data）幅以上に確保し、
前記データ要素の存在する前記配列内でのデータ位置を取得し、
前記データ位置に基づいて前記配列のそれぞれの前記データ要素に演算マスクを設定し、
前記演算マスクを用いて前記メモリデータに対するＳＩＭＤ演算を実行する、
処理をコンピュータに実行させるコンパイルプログラム。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
さらに、コンパイルについてのオプション設定を受け付ける処理を前記コンピュータに実行させ、
前記配列のデータ領域を前記ＳＩＭＤ幅以上に確保する処理は、前記オプション設定に基づいて実行される、
請求項１に記載のコンパイルプログラム。
【請求項３】
さらに、ソースプログラム中における利用者指示を認識する処理を前記コンピュータに実行させ、
前記配列のデータ領域を前記ＳＩＭＤ幅以上に確保する処理は、前記ソースプログラム中の前記利用者指示に基づいて実行される、
請求項１に記載のコンパイルプログラム。
【請求項４】
さらに、ループ命令を展開することによって並列実行可能なコードを増やすループアンロールを前記コンピュータに実行させ、
前記配列のデータ領域を前記ＳＩＭＤ幅以上に確保する処理は、前記ＳＩＭＤ幅をループアンロール回数倍した領域以上のデータ領域を確保する、
請求項１に記載のコンパイルプログラム。
【請求項５】
前記配列の少なくとも一つは、複数の離散したデータ領域を有する、
請求項１に記載のコンパイルプログラム。
【請求項６】
さらに、ソースプログラムを解析し、
解析結果に基づいて、前記ソースプログラムを中間コードに変換し、
前記中間コードを機械語プログラムに変換する、
処理を前記コンピュータに実行させる、
請求項１に記載のコンパイルプログラム。
【請求項７】
メモリからロードされるメモリデータにおいて、演算ループの脱出条件を満たすデータ要素が属する少なくとも一つの配列のデータ領域を、一度に並列して処理できるデータ長であるＳＩＭＤ（Single Instruction Multiple Data）幅以上に確保し、
前記データ要素の存在する前記配列内でのデータ位置を取得し、
前記データ位置に基づいて前記配列のそれぞれの前記データ要素に演算マスクを設定し、
前記演算マスクを用いて前記メモリデータに対するＳＩＭＤ演算を実行する、
処理をコンピュータが実行するコンパイル方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンパイルプログラム及びコンパイル方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
コンピュータにおいて、演算性能を向上させるために、複数のデータに対する演算を同じ演算器で並列に実行する、ＳＩＭＤ（Single Instruction Multiple Data）命令が利用されることが多くなっている。特に、高い演算性能が期待されるスーパーコンピュータ又はサーバ内で動作する演算処理装置において、ＳＩＭＤ命令が用意されている。演算処理装置は、プロセッサと呼ばれることもある。
【０００３】
ＳＩＭＤ命令をサポートしているプロセッサは、ＳＩＭＤ命令の実行時に、メモリからメモリデータをレジスタに読み出し、そのレジスタを使用して、所定のＳＩＭＤ要素単位（ＳＩＭＤ処理単位）に含まれる複数のデータ要素を単位として並列に演算を行なう。そして、プロセッサは、それらの複数のＳＩＭＤ要素を含むＳＩＭＤ要素単位として、演算結果をメモリに格納する。例えば、８バイトのデータ要素が８個集まってＳＩＭＤ要素単位が構成されてよい。８個の要素に対して同時に同じ演算を行う場合、ＳＩＭＤ要素の個数（要素数）は８個である。
【０００４】
また、ソフトウェアで記述されるプログラムロジック、特に、ループ処理（すなわち、繰り返し処理）を高速化するために、コンパイラが最適な命令展開を行うことが望まれる。ループ処理を高速化する技術として、ループアンロール、ソフトウェアパイプライン、ループマージ等、様々な方法が考案されている。
【０００５】
ループ処理を伴うプログラムにおいてＳＩＭＤ演算するために、ファーストフォールトロード(First fault load)命令を用いる手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特表２０１８－５３４６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＳＩＭＤ演算するために、ファーストフォールトロード命令を用いる手法は、ファーストフォールトロード命令を用いない通常のＳＩＭＤ命令を用いる手法に比べて、１つの命令の実行に要する時間、すなわち、命令レイテンシが長くなるので、性能向上が難しい場合がある。
【０００８】
また、ファーストフォールトロード命令は、アドレッシングに制限があり、命令の種類が少ない。したがって、ファーストフォールトロード命令は、コンパイラのオブジェクト展開及び最適化において制約となり得る。また、ファーストフォールトロード命令を用いることができるＣＰＵ（Central Processing Unit）は、ファーストフォールトロード命令に対応しているＣＰＵに限られるという制約がある。
【０００９】
１つの側面では、本発明は、ＳＩＭＤ演算するために、１つの命令の実行に要する時間を短縮するとともに、使用上の制約を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１つの側面では、コンパイルプログラムは、メモリからロードされるメモリデータにおいて、演算ループの脱出条件を満たすデータ要素が属する少なくとも一つの配列のデータ領域を、一度に並列して処理できるデータ長であるＳＩＭＤ幅以上に確保し、前記データ要素の存在する前記配列内でのデータ位置を取得し、前記データ位置に基づいて前記配列のそれぞれの前記データ要素に演算マスクを設定し、前記演算マスクを用いて前記メモリデータに対するＳＩＭＤ演算を実行する、処理をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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