JPH0497483A - ベクトル計算機 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はベクトル計算機、特に演算器を使用する命令を
発行するときに、演算器が先行する命令に使用されてい
て使用不可能な状態にあるときは、使用可能状態になる
まで命令の発行を延期させる命令発行制御部を有するベ
クトル計算機に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のベクトル計算機では、プログラムの実行
性能を上げるために、アセンブラ、プログラマ等によっ
てハードウェアを意識してプログラムの変更を行なう作
業、通常、プログラムのチューニングと称される作業が
よく行なわれる。

プログラムのチューニング作業には高級言語レベルで行
なうものと、アセンブラ言語レベルで行なうものとの２
種類がある。前者の場合は一般的な手法として、サブル
ーチンコール時に実行される分岐命令を排除することに
よるインライン展開、あるいはループ構造の内側と外側
とを入替えることて、ベクトル命令数を減らし、その分
、単一ベクトル命令が処理するベクトル要素数を多くす
ることで、ベクトル命令起動による時間的ロスを少なく
する手法などがある。後者の場合は命令発行までのタイ
ミングチャート等を作成し、レジスタのデータ確定待ち
による性能低下、メモリアクセス命令によるメモリ・バ
ンクの競合、先行命令がある演算器を使用しているため
に演算器を使用する後続命令の発行が延期される現象、
即ち、演算器ビジーによる性能低下等がタイミングチャ
ート上に現われているかを人手てチエツクし、上記の性
能低下要因を取り除くために命令列を変更することが行
なわれている。

ところで後者のアセンブラレベルのチューニングにおい
ては、メモリアクセス命令実行時にメモリバンクの競合
時間を計測するカウンタをベクトル計算機にハードウェ
アで用意することで、チューニング中のプログラムのメ
モリバンクの競合による性能低下量を定量的に把握でき
る手法か用いられていて、このカウンタの使用例では、
チューニング前のプロクラムによって計測される値とチ
ューニング後の値とを比較することによって、チューニ
ングかうまく行なわれたかを即座に判断することなどが
できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のベクトル計算機には、メモリバンクの競
合時間を計測するカウンタを設けてｔ）るものでは、タ
イミングチャート等を作成してチューニングを行なった
結果を確認するのに役立っているが、先行命令の演算器
使用中による命令発行待ちによる性能低下の割出しに役
立つ情報を得るものを有していないという問題点がある
。

このことは先行命令の演算器使用中による命令発行待ち
を排除するように命令列を変更した場合に、その効果を
調べるのに有効な手段がないことて、チューニング作業
者にとって演算器待ち状態の使用中である時間を、その
作業によって十分に取除くことができたかどうか心配に
させている。さらにもし、命令列を変更したことにより
、別の要因によって性能か低下した場合は、演算器待ち
状態が長くなったのか、あるいは、その他の要因による
のかを即座に確認できないので、このようなときもチュ
ーニング作業を円滑に進めるための障害になっていると
いう問題点となっている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のベクトル計算機は、演算器を使用する命令を発
行する場合に、演算器が使用不可能の状態にあるときは
使用可能となるまで命令の発行を延期させる命令発行制
御部を有するベクトル計算機において、演算器を使用す
る命令の発行が演算器の使用不可能な状態にあるために
延期された時間を計測する計数手段と、この計数手段の
値を読取る読取り手段とを有することにより構成される
。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成図である。命令発行制
御部１はベクトル演算器４とスカラ演算器３との競合タ
イミングをチエツクしながら、ベクトル演算命令であれ
はベクトル演算器４が使用可能となったときに、スカラ
命令であればスカラ演算器３が使用可能となったときに
、それぞれの命令を発行する制御部である。命令発行制
御部１はスカラ演算器３に対しては信号線１０４を介し
て、ベクトル演算器４に対しては信号線１０５を介して
命令発行信号を送出する。演算器ビジーカウンタ２は先
行命令により使用中の演算器が後続命令に使用不可能な
ために命令発行か延期される時間を計測するカウンタで
ある。演算機ビジーカウンタ２は、命令が演算器ビジー
によって発行延期されていることを、信号線１０２によ
って認識し、信号線１０２に出力がある間、カウンタの
内容を一定周期て＋１する。また演算器ビジーカウンタ
２は信号線１１２を介して与えられる値を、信号線１０
３からの書込み指示によってセットし、信号線１０１の
読取り指示によって内容を信号線２０４を介して出力す
る。信号線４０５はベクトル演算器４とスカラ演算器３
との間のデータ転送パスである。この信号！４０５の目
的は、あるベクトル演算において、その演算を行なう回
路をスカラ演算器３の一部分と共有することでハードウ
ェアを節減し、そのスカラ演算器３を使用する際にベク
トル演算器４からスカラ演算器３へのデータ転送、ある
いは、その逆を行なうためである。

このようなハードウェア節減策は通常用いられる。

次に本実施例における命令発行制御について、第２図を
参照して説明する。第２図はスカラ演算器３を用いるベ
クトル命令が先行した場合に、後続するスカラ命令が演
算器ビジーで発行されずに待っている状態を示すシーケ
ンス図である。点Ａは先行するベクトル命令の発行タイ
ミング、点Ｂは発行されたこのベクトル命令の準備処理
か終了し、実行が開始されるタイミング、点Ｃはこのベ
クトル命令が扱うベクトルデータの最後の要素に対する
実行が開始されるタイミング、点りは後続のスカラ命令
か発行の準備段階にきたタイミング、即ち、演算器ビジ
ーかなければ、いつでも発行できる状態になったことを
意味するタイミング、点Ｅはこのベクトル命令による演
算器ビジーが解除され、後続のスカラ命令の実行が開始
されるタイミングを示している。命令発行制御部１は先
行するベクトル命令がスカラ演算器３を使用しているこ
とを認識し、その間、即ちＤ−＋Ｅの間、後続するスカ
ラ演算命令の発行を待たせ、ベクトル命令がベクトルデ
ータの最終要素を実行し始めたときに、後続のスカラ命
令を発行する。Ｄ−Ｅの演算器待ち時間中は、信号線１
０２に出力が出ていて演算器ビジーカウンタ２はカウン
トアツプを続ける。

次に本実施例における演算器ビジーカウンタ２のアクセ
ス命令について説明する。まずプログラム起動時に本実
施例で用意されている演算器ビジーカウンタ２に値をセ
ットする命令で、信号線１１２に°“０パを出力し、信
号線１０３に書込み指示を与えて演算器ビジーカウンタ
２に０をセットする。次いでプログラム終了時に信号線
１０１に読取り指示を与えて、演算器ビジーカウンタ２
０値を読出す。この結果チューニング作業者は演算器ビ
ジーの時間を知ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、プログラムのチューニン
グ前にプログラムを実行したときは、演算器ビジーカウ
ンタの値を参照することによって、性能低下の要因が演
算器ビジーによるものかどうかを知ることができ、さら
にプログラムのチューニング後にプログラムを実行して
、チューニング前の演算器ビジーカウンタの値と比較す
ることで、チューニングによって演算器ビジーによる性
能低下が改善されたかどうかを知ることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図の
実施例における演算器ビジーカウンタの計測を説明する
ための図である。 １・・・命令発行制御部、２・・・演算ビジーカウンタ
、３・・・スカラ演算器、４・・・ベクトル演算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 演算器を使用する命令を発行する場合に、演算器が使用
   不可能の状態にあるときは使用可能となるまで命令の発
   行を延期させる命令発行制御部を有するベクトル計算機
   において、演算器を使用する命令の発行が演算器の使用
   不可能な状態にあるために延期された時間を計測する計
   数手段と、この計数手段の値を読取る読取り手段とを有
   することを特徴とするベクトル計算機。