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公開番号2025140335
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024039675
出願日2024-03-14
発明の名称ベクトルプロセッサ、ベクトル演算方法、プログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G06F 17/16 20060101AFI20250919BHJP(計算;計数)
要約【課題】ベクトルプロセッサの性能低下を解決する。
【解決手段】本開示のベクトルプロセッサ100は、ベクトルレジスタ121及びベクトル演算部122をそれぞれ備える複数のベクトル演算ユニット120と、ベクトル命令を分割して複数のベクトル演算ユニット120でそれぞれ実行するよう制御する制御部110と、を備え、制御部110は、ベクトル命令の内容に基づいてベクトル命令が分割実行可能か否かを判定し、分割実行不可能なベクトル命令については、分割したベクトル命令をまとめていずれか1つのベクトル演算ユニットが備えるベクトル演算部で実行するよう制御する。
【選択図】図6

特許請求の範囲【請求項１】
ベクトルレジスタ及びベクトル演算部をそれぞれ備える複数のベクトル演算ユニットと、
ベクトル命令を分割して、複数の前記ベクトル演算ユニットでそれぞれ実行するよう制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ベクトル命令の内容に基づいて当該ベクトル命令が分割実行可能か否かを判定し、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、分割した前記ベクトル命令をまとめていずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部で実行するよう制御する、
ベクトルプロセッサ。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載のベクトルプロセッサであって、
複数の前記ベクトルレジスタと、少なくとも１つの前記ベクトル演算部と、がデータを送受信可能なよう接続されており、
前記制御部は、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、複数の前記ベクトル演算ユニットがそれぞれ備える前記ベクトルレジスタに格納された分割した前記ベクトル命令を、いずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部でまとめて実行するよう制御する、
ベクトルプロセッサ。
【請求項３】
請求項２に記載のベクトルプロセッサであって、
前記制御部は、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、いずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部にて分割した前記ベクトル命令がまとめて実行された演算結果を、複数の前記ベクトル演算ユニットがそれぞれ備える前記ベクトルレジスタにそれぞれ分割して格納するよう制御する、
ベクトルプロセッサ。
【請求項４】
請求項３に記載のベクトルプロセッサであって、
前記制御部は、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、いずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部にて実行された演算結果を、実行前に分割した前記ベクトル命令が格納されていた複数の前記ベクトルレジスタにそれぞれ分割して格納するよう制御する、
ベクトルプロセッサ。
【請求項５】
請求項１に記載のベクトルプロセッサであって、
複数の前記ベクトル演算ユニットに対応して、当該ベクトル演算ユニットに分割した前記ベクトル命令を発行する複数のバッファを備え、
前記制御部は、複数の前記バッファがそれぞれ、分割実行不可能な同一の前記ベクトル命令を分割したものを発行予定である場合に、複数の前記バッファが発行予定の分割した前記ベクトル命令を発行するよう制御する、
ベクトルプロセッサ。
【請求項６】
請求項１に記載のベクトルプロセッサであって、
前記制御部は、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、当該ベクトル命令の内容に基づいて、複数の前記ベクトル演算ユニットにより複数段階で実行することで分割して実行可能なように前記ベクトル命令の内容を変更し、変更した前記ベクトル命令の実行を制御する、
ベクトルプロセッサ。
【請求項７】
ベクトルレジスタ及びベクトル演算部をそれぞれ備える複数のベクトル演算ユニットと、
ベクトル命令を分割して、複数の前記ベクトル演算ユニットでそれぞれ実行するよう制御する制御部と、
を備えたベクトルプロセッサにおけるベクトル演算方法であって、
前記制御部が、前記ベクトル命令の内容に基づいて当該ベクトル命令が分割実行可能か否かを判定し、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、分割した前記ベクトル命令をまとめていずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部で実行するよう制御する、
ベクトル演算方法。
【請求項８】
請求項７に記載のベクトル演算方法であって、
前記ベクトルプロセッサは、複数の前記ベクトルレジスタと、少なくとも１つの前記ベクトル演算部と、がデータを送受信可能なよう接続されており、
前記制御部は、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、複数の前記ベクトル演算ユニットがそれぞれ備える前記ベクトルレジスタに格納された分割した前記ベクトル命令を、いずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部でまとめて実行するよう制御する、
ベクトル演算方法。
【請求項９】
請求項８に記載のベクトル演算方法であって、
前記制御部が、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、いずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部にて分割した前記ベクトル命令がまとめて実行された演算結果を、複数の前記ベクトル演算ユニットがそれぞれ備える前記ベクトルレジスタにそれぞれ分割して格納するよう制御する、
ベクトル演算方法。
【請求項１０】
ベクトルレジスタ及びベクトル演算部をそれぞれ備える複数のベクトル演算ユニットと、
ベクトル命令を分割して、複数の前記ベクトル演算ユニットでそれぞれ実行するよう制御する制御部と、
を備えたベクトルプロセッサの前記制御部に、
前記ベクトル命令の内容に基づいて当該ベクトル命令が分割実行可能か否かを判定し、分割して実行不可能な前記ベクトル命令については、分割した前記ベクトル命令をまとめていずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部で実行するよう制御する処理を実行させる、
ためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ベクトルプロセッサ、ベクトル演算方法、プログラムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
ベクトル命令では１つの命令で多くのデータを処理するが、それにはオペランドのデータが全て揃っている必要がある。また、近年、プロセッサのマルチコア化が進んでいるため、メモリからのレイテンシが長くなり、各コアでデータがキャッシュされているか否かで各要素のレイテンシにばらつきが起きる傾向にある。そのため、ベクトルロードのようなレイテンシの長い命令の場合、オペランドが準備できるまで長時間の命令の実行が待たされることになる。そして、命令が長時間行われなかった場合、命令バッファなどの資源を長時間占有されることになり、命令バッファなどの利用効率や命令発行の効率が悪くなる。その結果、ベクトルプロセッサの性能低下という問題が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１７４９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した問題に対して、特許文献１に記載のように、ベクトル命令を分割して実行可能な部分から実行することが考えられる。しかしながら、ベクトル命令には、要素の最大，最小，総和を求める命令などの全てのオペランドが揃うまで演算できない命令も存在している。このため、依然として、ベクトルプロセッサの性能低下という問題がある。
【０００５】
本開示の目的は、上述した課題である、ベクトルプロセッサの性能低下、という問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一形態であるベクトルプロセッサは、
ベクトルレジスタ及びベクトル演算部をそれぞれ備える複数のベクトル演算ユニットと、
ベクトル命令を分割して、複数の前記ベクトル演算ユニットでそれぞれ実行するよう制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ベクトル命令の内容に基づいて当該ベクトル命令が分割実行可能か否かを判定し、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、分割した前記ベクトル命令をまとめていずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部で実行するよう制御する、
という構成をとる。
また、本開示の一形態であるベクトル演算方法は、
ベクトルレジスタ及びベクトル演算部をそれぞれ備える複数のベクトル演算ユニットと、
ベクトル命令を分割して、複数の前記ベクトル演算ユニットでそれぞれ実行するよう制御する制御部と、
を備えたベクトルプロセッサにおけるベクトル演算方法であって、
前記制御部が、前記ベクトル命令の内容に基づいて当該ベクトル命令が分割実行可能か否かを判定し、分割実行不可能な前記ベクトル命令については、分割した前記ベクトル命令をまとめていずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部で実行するよう制御する、
という構成をとる。
また、本開示の一形態であるプログラムは、
ベクトルレジスタ及びベクトル演算部をそれぞれ備える複数のベクトル演算ユニットと、
ベクトル命令を分割して、複数の前記ベクトル演算ユニットでそれぞれ実行するよう制御する制御部と、
を備えたベクトルプロセッサの前記制御部に、
前記ベクトル命令の内容に基づいて当該ベクトル命令が分割実行可能か否かを判定し、分割して実行不可能な前記ベクトル命令については、分割した前記ベクトル命令をまとめていずれか１つの前記ベクトル演算ユニットが備える前記ベクトル演算部で実行するよう制御する処理を実行させる、
という構成をとる。
【発明の効果】
【０００７】
本開示は、以上のように構成されることにより、ベクトルプロセッサの性能低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示にかかるベクトルプロセッサの構成を示すブロック図である。
本開示にかかるベクトルプロセッサによる処理の様子を示す図である。
本開示にかかるベクトルプロセッサの処理動作を示すフローチャートである。
本開示にかかるベクトルプロセッサによる処理の様子を示す図である。
本開示にかかるベクトルプロセッサによる処理の様子を示す図である。
本開示にかかるベクトルプロセッサの構成の概略を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１の実施形態＞
本開示の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図面はいずれの実施形態においても関連しうる。
【００１０】
［構成］
本実施形態におけるベクトルプロセッサは、図１に示すようなベクトル演算制御回路にて構成される。具体的に、ベクトル演算制御回路は、命令発行部１と、ユニット実行状況管理部２と、ユニット０追い越しバッファ３０と、ユニット１追い越しバッファ３１と、ユニット０ベクトル演算部４と、ユニット１ベクトル演算部５と、メモリ６と、メモリネットワーク７と、ストア制御部８と、を備えている。また、ユニット実行状況管理部２は、分割判定部２１及びエントリ制御部２２を備えている。また、ユニット０ベクトル演算部４は、リード制御部４１、ベクトルレジスタ４２、演算器４３を備えており、ユニット１ベクトル演算部５も同様に、リード制御部５１、ベクトルレジスタ５２、演算器５３を備えている。なお、上述したユニット実行状況管理部２などの構成による機能は、ベクトル演算制御回路に搭載された演算装置がプログラムを実行することで実現される。
（【００１１】以降は省略されています）

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