JPH07210523A - 通信方法および並列計算機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 転送制御情報の転送時間を短縮し、おもに細
粒度処理向け超並列計算機における通信バンド幅の利用
効率向上と、それに伴う細粒度並列処理効率の向上が実
現を目的とする。 【構成】 ヘッダーの転送を省略することを指示する手
段および過去のヘッダーを記憶する手段を、仮想チャネ
ル通信方式を用いるシステムや、細粒度超並列計算機に
導入する。また、簡略形式と非簡略形式のヘッダーフォ
ーマットや簡略化した相対ノードアドレスを細粒度超並
列計算機に導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報処理装置間の通信方
法、および仮想チャネル通信方式を用いている情報処理
装置や、細粒度通信が発生するウェーブフロントアレイ
動作が可能な超並列計算機に代表される並列計算機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の多くの並列計算機やローカルエリ
アネットワーク(LAN) 接続されたエンジニアリングワー
クステーション(EWS) などで用いられている情報処理装
置間の通信方式ではデータ情報に転送制御情報（ヘッダ
ーなど）を付けたパケットの形態で転送する。これらは
いかなる通信を行う場合にも転送制御情報とデータ情報
の組として転送されるために、特にデータ情報が極めて
少ないメッセージの通信を行いたい場合、可変長パケッ
トを使用できる通信方式であったとしても、転送制御情
報が通信路を使用する比率が高まる。

【０００３】この問題点は細粒度な処理を行う並列計算
機において典型的に現れる。例えば文献：情報処理学会
論文誌Ｖｏｌ．３２，Ｎｏ．４「データ駆動型シングル
チッププロセッサＥＭＣ−Ｒの動作原理と実装」におい
て述べられている細粒度処理を行う並列計算機として著
名なＥＭ−４においてはパケットは３９ビット幅２語の
固定長であり、１語がデータ情報で１語が転送制御情報
として使われるために、転送制御情報は有効な通信バン
ド幅の５０％を消費してしまう。

【０００４】超並列計算機においては通信バンド幅は貴
重な資源であり、これを有効に使うことが高効率な並列
処理のために必要である。むやみに問題のサイズを大き
くできず、繰り返し数が多いために処理速度はできるだ
け速くしたい応用においては、高速化のためにプロセッ
サ数を多くすればするほど、文献：並列処理シンポジウ
ムＪＳＰＰ’９３「マルチパラダイム超並列ＴＦＬＯＰ
Ｓマシンにおける並列処理〜プロセッサ間チェイニング
とその応用〜」において述べられている要素プロセッサ
数の４倍の要素数からなる行列の乗算のウェーブフロン
トアレイ処理のように、演算に対する通信の比率が増加
し、メッセージ長も短くなる。

【０００５】このような応用では細粒度の通信バンド幅
が計算時間を決定してしまうために、通信バンド幅の有
効利用が重要である。通信バンド幅が処理速度を決定す
る応用の場合ＥＭ−４のごとく通信バンド幅の５０％が
転送制御情報の転送に使われてしまうならば、送受信命
令の導入と通信のパイプライン処理により通信ソフトウ
ェアオーバーヘッドを排除したとしても演算器の効率は
５０％に落ち込んでしまう。

【０００６】

【発明の解決しようとする課題】以上のように従来の通
信方式では、転送制御情報の転送時間を短縮することが
困難であった。特に細粒度処理むけ超並列計算機では、
細粒度通信バンド幅が実行時間を決定する応用の実行時
の転送制御情報の転送時間による処理効率の低下が起こ
るという問題点があった。本発明はおもに細粒度処理む
け超並列計算機における通信バンド幅の利用効率向上
と、それに伴う細粒度並列処理効率の向上を目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の実施例では、転送
制御情報データの転送の全てまたは一部を省略すること
を指示する手段を具備する。第２の実施例では、第１の
実施例に記載の通信方法において、過去の通信に用いら
れた転送制御情報データを記憶する手段と、過去の転送
に用いられた転送制御情報データと同じものを用いるこ
とを示す制御信号を具備する。

【０００８】第３の実施例では、第２の実施例に記載の
通信方式において、直前の通信に用いられた転送制御情
報データを記憶する手段と、直前の転送に用いられた転
送制御情報データと同じものを用いることを示す制御信
号を具備する。

【０００９】第４の実施例では、第１の実施例に記載の
通信方式と仮想チャネル通信方式の両方を用いる。第５
の実施例では、簡略化した転送制御情報データフォーマ
ットと簡略化されない転送制御情報データフォーマット
を具備し、どちらのフォーマットであるかを示す手段を
具備する。

【００１０】第６の実施例では、第５の実施例に記載の
通信方式において、簡略化した転送制御情報データであ
るか否かを示す制御信号を具備する。第７の実施例で
は、第５の実施例に記載の通信方式において、簡略化し
た転送制御情報データであるか否かを示すフィールドを
持つ転送制御情報データフォーマットを用いる。

【００１１】第８の実施例では、第５の実施例に記載の
通信方式において、相対アドレスによってルーティング
される通信方式において、ディスティネーションを全ノ
ード数を指定することができるビット数よりも少ないビ
ット数で表現できる近傍ノードに限定した転送制御情報
データフォーマットを具備する。

【００１２】第９の実施例では、第１の実施例に記載の
通信方式を並列計算機に具備する。第１０の実施例で
は、第５の実施例に記載の通信方式を並列計算機に具備
する。第１１の実施例では、第８の実施例に記載の通信
方式を並列計算機に具備する。

【００１３】

【作用】第１の実施例では、転送制御情報データの転送
の全てまたは一部を省略することを指示する手段を具備
する。よって転送制御情報データを転送しなくても良い
場合は、転送制御情報データの転送の全てまたは一部を
省略することを指示することによって転送制御情報デー
タの転送時間が排除または削減され、通信路を本来転送
したいデータの転送のために使用する比率が増加する。
こうすることによって通信バンド幅が処理性能を決定す
るような処理においては処理性能が向上する。転送制御
情報データを新たに転送しなければならない時は転送制
御情報データの転送の全てまたは一部を省略することを
指示しないことによって、本機能が無い場合と同様の通
信が行われる。

【００１４】第２の実施例では、第１の実施例に記載の
通信方式において、過去の通信に用いられた転送制御情
報データを記憶する手段と、過去の転送に用いられた転
送制御情報データと同じものを用いることを示す制御信
号を具備する。過去の通信に用いられた転送制御情報デ
ータを記憶する手段は送信側と受信側の双方に具備さ
れ、過去の転送に用いられた転送制御情報データと同じ
ものを用いることを示す制御信号により過去の転送制御
情報データが使用できないことが伝達された時に転送さ
れた転送制御情報データを記憶している。

【００１５】この記憶手段には過去複数回分の転送制御
情報データを記憶しても良い。その場合はどの記憶情報
を用いるのかを示すアドレス情報が制御信号に含まれ
る。ここに記憶されている転送制御情報データを用いる
タイミングでは過去の転送に用いられた転送制御情報デ
ータと同じものを用いることを示す制御信号を用いて送
信側は受信側に伝達し、転送制御情報データそのものは
転送しない。

【００１６】よって記憶されている転送制御情報データ
を用いることが可能な場合は、転送制御情報データの転
送時間が排除または削減され、通信路を本来転送したい
データの転送のために使用する比率が増加する。こうす
ることによって通信バンド幅が処理性能を決定するよう
な処理においては処理性能が向上する。

【００１７】第３の実施例では、第２の実施例に記載の
通信方式において、直前の通信に用いられた転送制御情
報データを記憶する手段と、直前の転送に用いられた転
送制御情報データと同じものを用いることを示す制御信
号を具備する。すなわち過去１回分の転送制御情報デー
タを送受信側で記憶し、これと同じ転送制御情報データ
を用いる時は直前の転送に用いられた転送制御情報デー
タと同じものを用いることを示す制御信号を用いて受信
側にその旨を伝達することによって、転送制御情報デー
タそのものは転送しない。

【００１８】よって記憶されている転送制御情報データ
を用いることが可能な場合は、転送制御情報データの転
送時間が排除または削減され、通信路を本来転送したい
データの転送のために使用する比率が増加する。こうす
ることによって通信バンド幅が処理性能を決定するよう
な処理においては処理性能が向上する。

【００１９】転送制御情報データは過去１回分しか記憶
されていないので、送受信側での記憶回路と送信側での
比較回路が簡略化されるためにハードウェア量が少なく
でき、連続して同じ転送制御情報データを用いる転送が
続く確率が高い時はこれだけの簡素なハードウェアでも
十分な効果が得られる。

【００２０】第４の実施例では、第１の実施例に記載の
通信方式と仮想チャネル通信方式の両方を用いる。仮想
チャネル通信方式ではパケットはフリットと呼ばれる送
受信側に設けられたバッファ記憶の容量と密接に関連し
た伝送単位にさらに分割され、物理的な通信リンクを時
分割的に複数のパケットが共有することになり、フリッ
トごとにどのパケットに対応するフリットなのかを判定
できる仮想チャネル番号などが転送制御情報データとし
て転送される。つまり仮想チャネル通信方式を用いると
パケット長が必ずしも短くなくても転送制御情報データ
を送信する比率が高くなる。

【００２１】このため複数のパケットが同一の通信リン
クを共有してフリットごとに仮想チャネルを切り替えな
がら転送が行われる場合は、転送制御情報データをフリ
ットごとに転送することは良いのだが、ある通信リンク
をしばらくの間１つのパケットしか通過しない場合はフ
リットごとに同じ転送制御情報データを転送することは
通信リンクのバンド幅を浪費する。

【００２２】しかし第４の実施例では、第１の実施例に
記載の通信方式を併用するので、ある通信リンクをしば
らくの間１つのパケットしか通過しない場合は転送制御
情報データの転送の全てまたは一部を省略することを指
示する手段によって、転送制御情報の転送を抑止し、同
じ転送制御情報データを転送することによる通信リンク
のバンド幅を浪費を排除できる。

【００２３】第５の実施例では、簡略化した転送制御情
報データフォーマットと簡略化されない転送制御情報デ
ータフォーマットを具備し、どちらのフォーマットであ
るかを示す手段を具備する。簡略化した転送制御情報デ
ータフォーマットは少ない転送時間で転送することが可
能なので、簡略化した転送制御情報データフォーマット
を用いることができる場合は、簡略化した転送制御情報
データフォーマットを用いていることを指示することに
よって、通信路を本来転送したいデータの転送のために
使用する比率が増加する。こうして通信バンド幅が処理
性能を決定するような処理においては処理性能が向上す
る。

【００２４】簡略化した転送制御情報データフォーマッ
トでは表現しきれない転送制御情報が必要な場合は、簡
略化されない転送制御情報データフォーマットであるこ
とを示すことによって、より柔軟な転送と高速化の両立
をはかることができる。

【００２５】第６の実施例では、第５の実施例に記載の
通信方式において、簡略化した転送制御情報データであ
るか否かを示す制御信号を具備する。この制御信号によ
って転送データの到着前に簡略化した転送制御情報デー
タであるか否かを受信側で判定することも可能となるの
で、受信側の回路のタイミング設計が楽になる。

【００２６】第７の実施例では、第５の実施例に記載の
通信方式において、簡略化した転送制御情報データであ
るか否かを示すフィールドを持つ転送制御情報データフ
ォーマットを用いる。よって信号線を増加させることな
しに簡略化した転送制御情報データであるか否かを判定
することができるので、例えばＬＳＩやケーブルのピン
数が逼迫している時に有効である。

【００２７】第８の実施例では、第５の実施例に記載の
通信方式において、相対アドレスによってルーティング
される通信方式において、ディスティネーションを全ノ
ード数を指定することができるビット数よりも少ないビ
ット数で表現できる近傍ノードに限定した転送制御情報
データフォーマットを具備する。これによって例えば並
列計算機においてウェーブフロントアレイ動作時や多く
の科学技術計算の実行時のように全てまたは大半の通信
が近傍ノードとの通信で処理できる場合の通信性能が向
上する。

【００２８】一部の通信が少ないビット数で表現できる
近傍ノードとはならないディスティネーションとの間の
通信であったとしても、簡略化されない転送制御情報デ
ータであることを信号線や転送制御情報データのフィー
ルドによって指示することによって遠くのノードとの通
信を行うことも可能である。

【００２９】第９の実施例では、第１の実施例に記載の
通信方式を並列計算機に具備する。この並列計算機は仮
想チャネル通信方式を用いていたり、ウェーブフロント
アレイ動作やデータフロー動作のように細粒度処理むけ
の処理機構を備えた並列計算機であれば効果は一層顕著
である。上記のような並列計算機では極めて短いフリッ
トまたはパケットによる転送が行われるために、転送制
御情報データが通信リンクを使用する頻度が高いため
に、第１の実施例に記載の通信方式を用いて転送制御情
報データの転送を削減または排除することによる処理性
能向上が大きい。

【００３０】第１０の実施例では、第５の実施例に記載
の通信方式を並列計算機に具備する。この並列計算機は
仮想チャネル通信方式を用いていたり、ウェーブフロン
トアレイ動作やデータフロー動作のように細粒度処理む
けの処理機構を備えた並列計算機であれば効果は一層顕
著である。上記のような並列計算機では極めて短いフリ
ットまたはパケットによる転送が行われるために、転送
制御情報データが通信リンクを使用する頻度が高いため
に、第５の実施例に記載の通信方式を用いて転送制御情
報データの転送時間を削減または排除することによる処
理性能向上が大きい。

【００３１】第１１の実施例では、第８の実施例に記載
の通信方式を並列計算機に具備する。この並列計算機は
ウェーブフロントアレイ動作やデータフロー動作のよう
に細粒度処理むけの処理機構を備えた並列計算機であれ
ば効果は一層顕著である。上記のような並列計算機では
極めて短いフリットまたはパケットによる転送が行われ
るため転送制御情報データが通信リンクを使用する頻度
が高いために、第８の実施例に記載の通信方式を用いて
転送制御情報データの転送時間を削減または排除するこ
とによる処理性能向上が大きい。とりわけウェーブフロ
ントアレイ動作は継続して近傍の同じディスティネーシ
ョンに対するパケットが転送される場合がほとんどであ
るために第１の実施例と第８の実施例の両方の発明の効
果を顕著に享受することができる。

【００３２】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。 （実施例１）従来の通信方法においては、通信の際に転
送制御情報データを必ず付加して送信していた。そのた
め、転送制御情報データの分の転送時間および通信バン
ド幅が余計に必要であった。

【００３３】転送制御情報データの転送の全てまたは一
部を省略することを指示する手段を具備する。転送制御
情報データを送信しなくても良い場合は、転送制御情報
データの転送の全てまたは一部を省略することを指示す
る。

【００３４】転送制御情報データを新たに転送しなけれ
ばならない時は転送制御情報データの転送の全てまたは
一部を省略することを指示しないことによって、本機能
が無い場合と同様の通信が行われる。

【００３５】転送制御情報データの転送時間が排除また
は削減され、通信路を本来転送したいデータの転送のた
めに使用する比率が増加する。こうして通信バンド幅が
処理性能を決定するような処理においては処理性能が向
上する。

【００３６】図１は第１の実施例にかかる送信制御のフ
ローチャートの実施例を示した図であり、図２は送信側
の構成図である。送信側では制御手段２１が送信すべき
データが送信手段２２に存在するかを調べ (S11)、あっ
た場合は転送制御情報の一種であるヘッダーの転送を省
略できるか否かを判定する (S12)。

【００３７】ヘッダーの転送が省略できる場合は、制御
手段２１はヘッダーを省略する旨を受信側に通知する
(S13)。これと同時にまたは引き続いて送信手段２２は
データ部を送信する (S14)。

【００３８】ヘッダーの転送が省略できない場合は制御
手段２１はヘッダーを送信する旨を受信側に通知する。
これと同時または引き続いて送信手段２２はヘッダーを
送信する。さらに引き続きデータ部を送信する (S15)。

【００３９】図３は第１の実施例にかかる受信制御のフ
ローチャートの実施例を示した図である。本実施例では
ヘッダーを省略する旨が指示された場合は書き換え可能
なレジスタなどに設定された設定値または固定値から構
成されるデフォルト値を具備するものとする。受信側で
はまず送信側からの送信要求が存在するか否かを調べ(S
31)、存在する場合はヘッダー省略の通知かヘッダー送
信の通知かを判定する(S32)。

【００４０】ヘッダー省略の通知だった場合は、デフォ
ルト値からヘッダーを生成し、これと同時または引き続
いて送られてくるデータ部の前に追加する (S33)。ヘッ
ダー転送の通知だった場合は、これと同時または引き続
いて転送されてくるヘッダーを受信し (S34)、さらに引
き続いて転送されてくるデータ部を受信する (S35)。

【００４１】図４は第１の実施例にかかる通信リンクに
おけるヘッダーが省略できない場合のタイムチャートの
実施例を示した図である。ヘッダー省略通知信号はlow
のままで時刻t1とt3にヘッダー情報送信通知信号がhigh
になっており、ここでデータ線上にはヘッダー部が転送
されている。データイネーブル信号がhighである時刻t1
からt4までの間がデータ線上のデータが有効であり、こ
の例では１ヘッダーの転送に１単位時間、１データ部の
転送に１単位時間かかり、２パケットの転送にt1からt4
までの４単位時間かかっている。

【００４２】図５は第１の実施例にかかる通信リンクに
おけるヘッダーが省略できる場合のタイムチャートの実
施例を示した図である。この例でも２パケット分のデー
タが転送されている。ヘッダー情報送信通知信号とヘッ
ダー省略通知信号が時刻t1，t2の間highとなっているの
で、ヘッダーを省略したデータ部のみのパケットが２個
連続して転送されてきていることを示している。

【００４３】このように本発明によらずヘッダーの転送
の省略を行わなければ２パケットの転送にt1からt4まで
の４単位時間かかるのに対し、本発明によれば２パケッ
トの転送にt1からt2までの２単位時間ですむことがあ
る。つまりヘッダーがほぼ常時省略できるような状況下
では実効通信バンド幅が本発明により２倍に増加したこ
とになり、このために必要な通信リンクの信号線増加分
は１本にすぎない。つまり本発明は、データ線が多重度
の大きなパラレル通信路ほどハードウェア増加分に対す
る効果が大きい。 （実施例２）従来の通信方法においては、通信の際に転
送制御情報データを必ず付加して送信していた。そのた
め、転送制御情報データの分の転送時間および通信バン
ド幅が余計に必要であった。

【００４４】過去の通信に用いられた転送制御情報デー
タを記憶する手段と、過去の転送に用いられた転送制御
情報データと同じものを用いることを示す制御信号を具
備する。過去の通信に用いられた転送制御情報データを
記憶する手段は送信側と受信側の双方に具備され、過去
の転送に用いられた転送制御情報データと同じものを用
いることを示す制御信号により過去の転送制御情報デー
タが使用できないことが伝達された時に転送された転送
制御情報データを記憶している。

【００４５】この記憶手段には過去複数回分の転送制御
情報データを記憶しても良い。その場合はどの記憶情報
を用いるのかを示すアドレス情報が制御信号に含まれ
る。ここに記憶されている転送制御情報データを用いる
タイミングでは過去の転送に用いられた転送制御情報デ
ータと同じものを用いることを示す制御信号を用いて送
信側は受信側に伝達し、転送制御情報データそのものは
転送しない。

【００４６】記憶されている転送制御情報データを用い
ることが可能な場合は、転送制御情報データの転送時間
が排除または削減され、通信路を本来転送したいデータ
の転送のために使用する比率が増加する。こうして通信
バンド幅が処理性能を決定するような処理においては処
理性能が向上する。

【００４７】図６は第２の実施例にかかる送信部におけ
るヘッダー転送省略機構の実施例を示した図である。送
信バッファ６０からヘッダーH3を取り出しヘッダー短期
記憶部６１に書き込む。同時にデータ部D3を送信バッフ
ァ６０から取り出し、データレジスタ６２に書き込む。
ヘッダー長期記憶部６４にはヘッダーH1、ヘッダー長期
記憶部６６にはヘッダーH3が記憶されていたとすると、
比較器６３はヘッダー短期記憶部６１の値H3とヘッダー
長期記憶部６４の値H1を比較し不一致であるのでlow を
出力する。比較器６５はヘッダー短期記憶部６１の値H3
とヘッダー長期記憶部６６の値H3を比較し、一致である
のでhighを出力する。その結果ヘッダーアドレスとして
１を出力し、ヘッダー長期記憶部６６の値を使うべきこ
とが受信側に通知される。

【００４８】比較器６３および比較器６５の出力はＯＲ
ゲートに導かれ、この出力はどちらかの比較器が一致を
検出したか否かを示している。どちらも一致を検出しな
かった場合は制御部はセレクタ６７を制御してヘッダー
短期記憶部６１の値をデータ線に伝えたのち、データレ
ジスタ６２からデータ部D3を伝える。さらに制御部はヘ
ッダー長期記憶部６４，６６のどちらかを決まった規則
に則って選択し、ヘッダー短期記憶部６１の値を一方の
ヘッダー長期記憶部６４または６６に書き込む。

【００４９】どちらかが一致を検出した場合はしかるべ
きタイミングでヘッダー省略通知信号をhighとし、セレ
クタ６７を制御してからデータレジスタ６２からデータ
部D3をデータ線に伝える。

【００５０】図７は第２の実施例にかかる受信部におけ
るヘッダー転送省略機構の実施例を示した図である。ヘ
ッダー省略通知信号がhighの場合は、ヘッダーアドレス
信号によりセレクタ７１を制御して、制御部はセレクタ
７２を制御してヘッダー長期記憶部７３または７４から
読みだされたヘッダーとデータ線から入力されたデータ
を組にして受信バッファ７５に書き込む。

【００５１】ヘッダー省略通知信号がlow の場合は、制
御部はデータレジスタにデータ線から入力されたヘッダ
ーを書き込み、次のタイミングでセレクタ７２を制御し
てデータレジスタ７６から読みだされたヘッダーとデー
タ線から入力されたデータを組にして受信バッファ７５
に書き込む。同時に制御部はヘッダー長期記憶部７３ま
たは７４から１つを送信側の規則と同じ規則に則って選
択し、データレジスタ７６のヘッダーを片方のヘッダー
長期記憶部７３または７４に書き込む。

【００５２】図８は第２の実施例にかかる通信リンクに
おけるヘッダーが省略できる場合のタイムチャートの実
施例を示した図である。この例では２種類のヘッダーを
持った３個の連続したパケットが３単位時間で転送でき
ることを示している。パケット０とパケット２は図６の
ヘッダー長期記憶部６４の値をヘッダーとし、パケット
１はヘッダー長期記憶部６６の値をヘッダーとしている
ので、時刻t1、t3ではヘッダーアドレスが０を示しつつ
パケット０とパケット２のデータ部D0、D2が転送され、
時刻t2ではヘッダーアドレスが１を示しつつパケット１
のデータ部D1が転送されている。

【００５３】このように過去に用いられたヘッダーが複
数記憶されているので、複数種類のヘッダーを持つパケ
ットが交互に出現するような場合でもヘッダーの転送を
省略することが可能となり、通信路を本来転送したいデ
ータの転送のために使用する比率が増加する。こうして
通信バンド幅が処理性能を決定するような処理において
は処理性能が向上する。 （実施例３）従来の通信方法においては、通信の際に転
送制御情報データを必ず付加して送信していた。そのた
め、転送制御情報データの分の転送時間および通信バン
ド幅が余計に必要であった。

【００５４】直前の通信に用いられた転送制御情報デー
タを記憶する手段と、直前の転送に用いられた転送制御
情報データと同じものを用いることを示す制御信号を具
備する。すなわち過去１回分の転送制御情報データを送
受信側で記憶し、これと同じ転送制御情報データを用い
る時は直前の転送に用いられた転送制御情報データと同
じものを用いることを示す制御信号を用いて受信側にそ
の旨を伝達することによって、転送制御情報データその
ものは転送しない。

【００５５】記憶されている転送制御情報データを用い
ることが可能な場合は、転送制御情報データの転送時間
が排除または削減され、通信路を本来転送したいデータ
の転送のために使用する比率が増加する。こうして通信
バンド幅が処理性能を決定するような処理においては処
理性能が向上する。

【００５６】図９は第３の実施例にかかる送信部におけ
るヘッダー転送省略機構の実施例を示した図である。送
信バッファ９０からヘッダーH3を取り出しヘッダー短期
記憶部９１に書き込む。同時にデータ部D3を送信バッフ
ァ９０から取り出し、データレジスタ９２に書き込む。
ヘッダー長期記憶部９３にはヘッダーH3が記憶されてい
たとすると、比較器９４はヘッダー短期記憶部９１の値
H3とヘッダー長期記憶部９３の値H3を比較し、一致であ
るのでhighを出力する。

【００５７】制御部は一致を検出した場合、しかるべき
タイミングでヘッダー省略通知信号をhighとし、セレク
タを制御してデータレジスタからデータ部D3をデータ線
に伝える。

【００５８】ヘッダー長期記憶部９３に例えばH1が記憶
されていて制御部は不一致を検出した場合、しかるべき
タイミングでヘッダー省略通知信号をlow とし、セレク
タ９５を制御してヘッダー短期記憶部９１の値H3をデー
タ線に伝えた後、データレジスタ９２からデータ部D3を
データ線に伝える。さらに制御部はヘッダー短期記憶部
９１の値をヘッダー長期記憶部９３に書き込む。

【００５９】図１０は第３の実施例にかかる受信部にお
けるヘッダー転送省略機構の実施例を示した図である。
ヘッダー省略通知信号がhighの場合は、制御部はセレク
タ１０１を制御してヘッダー長期記憶部１０２から読み
だされたヘッダーとデータ線から入力されたデータを組
にして受信バッファ１０３に書き込む。

【００６０】ヘッダー省略通知信号がlow の場合は、制
御部はデータレジスタ１０４にデータ線から入力された
ヘッダーを書き込み、次のタイミングでセレクタ１０１
を制御してデータレジスタ１０４から読みだされたヘッ
ダーとデータ線から入力されたデータを組にして受信バ
ッファ１０３に書き込む。同時に制御部はデータレジス
タ１０４のヘッダーをヘッダー長期記憶部１０２に書き
込む。

【００６１】以上のように本実施例では（実施例２）と
比較して回路の複雑さや通信リンクの制御信号数の両面
からハードウェア量が少ないし、制御も簡単である。図
１１は第３の実施例にかかる通信リンクにおける１つだ
け異なるヘッダーのパケットが紛れ込んだ場合のタイム
チャートの実施例を示した図である。パケット０とパケ
ット２、３、４、５はH0をヘッダーとし、パケット１は
H1をヘッダーとしている。時刻t0からt2ではヘッダー長
期記憶部はH0を記憶しているが、時刻t2でヘッダーH1と
の不一致を起こし、時刻t3からt4まではヘッダー長期記
憶部はH1を記憶する。

【００６２】しかし再び時刻t4でヘッダーH0との不一致
を起こすのでt5以降ではヘッダー長期記憶部はH0を記憶
する。t2とt4ではヘッダーの変化があるのでヘッダー省
略通知信号がlow となりヘッダーの転送が行われるもの
の、４単位時間の乱れの後は再びヘッダー省略通知信号
がhighに戻り、１単位時間毎に１データが転送される状
態に復帰する。

【００６３】このように本実施例のように簡素なハード
ウェア構成でもヘッダーの同じパケットが多く飛ぶよう
な状況が多いシステムでは十分な効果が得られる。 （実施例４）従来の通信方法においては、通信の際に転
送制御情報データを必ず付加して送信していた。そのた
め、転送制御情報データの分の転送時間および通信バン
ド幅が余計に必要であった。仮想チャネル通信方式を用
いているシステムにおいては、パケットはいくつかの最
少フロー制御単位であるフリットに分割されており、先
頭フリットにはパケットヘッダー、後続フリットにはフ
リットヘッダーがデータ部の前に付加されている。ここ
では、パケットヘッダーおよびフリットヘッダーの分の
転送時間および通信バンド幅が余計に必要であった。

【００６４】仮想チャネル通信方式を用いているシステ
ムにおいて、転送制御情報データの転送の全てまたは一
部を省略することを指示する手段を具備する。転送制御
情報データを送信しなくても良い場合は、転送制御情報
データの転送の全てまたは一部を省略することを指示す
る。

【００６５】転送制御情報データを新たに転送しなけれ
ばならない時は転送制御情報データの転送の全てまたは
一部を省略することを指示しないことによって、本機能
が無い場合と同様の通信が行われる。

【００６６】ある通信リンクをしばらくの間１つのパケ
ットしか通過しない場合は転送制御情報データの転送の
全てまたは一部を省略することを指示する手段によっ
て、転送制御情報の転送を抑止し、同じ転送制御情報デ
ータを転送することによる通信リンクのバンド幅を浪費
を排除できる。

【００６７】本実施例では仮想チャネル通信方式を併用
するので、パケットはいくつかの最少フロー制御単位で
あるフリットに分割されており、先頭フリットにはパケ
ットヘッダー、後続フリットにはフリットヘッダーがデ
ータ部の前に付加されている。

【００６８】図１２は第４の実施例にかかる送信制御の
フローチャートの実施例を示した図である。送信側では
送信すべきデータが送信部に存在するかを調べ(S121)、
あった場合は、それがパケットの先頭であるか否かを調
べる(S122)。

【００６９】もしパケットの先頭であればパケットヘッ
ダーの転送を省略できるか否かを判定する(S123)。パケ
ットヘッダーの転送が省略できる場合は、パケットヘッ
ダーを省略する旨を受信側に通知する(S124)。これと同
時にまたは引き続いてデータ部を送信する(S125)。

【００７０】パケットヘッダーの転送が省略できない場
合はパケットヘッダーを送信する旨を受信側に通知し、
これと同時または引き続いてパケットヘッダーを送信す
る(S126)。さらに引き続きデータ部を送信する(S125)。

【００７１】もしパケットの先頭でなければフリットヘ
ッダーの転送を省略できるか否かを判定する(S127)。フ
リットヘッダーの転送が省略できる場合は、フリットヘ
ッダーを省略する旨を受信側に通知する(S128)。これと
同時にまたは引き続いてデータ部を送信する(S125)。

【００７２】フリットヘッダーの転送が省略できない場
合はフリットヘッダーを送信する旨を受信側に通知す
る。これと同時または引き続いてフリットヘッダーを送
信する(S129)。さらに引き続きデータ部を送信する(S11
5)。

【００７３】図１３は第４の実施例にかかる受信制御の
フローチャートの実施例を示した図である。本実施例で
は直前のパケットヘッダーをパケットヘッダー省略時に
使用し、直前のフリットヘッダーをフリットヘッダー省
略時に使用するものとする。

【００７４】受信側ではまず送信側からの送信要求が存
在するか否かを調べ(S131)、存在する場合はパケットの
先頭であるか否かを判定する(S132)。もしパケットの先
頭であった場合、ヘッダー省略の通知かヘッダー送信の
通知かを判定する(S133)。

【００７５】ヘッダー省略の通知だった場合は、パケッ
トヘッダー長期記憶部に記憶されている直前のパケット
ヘッダーをヘッダーとし、これと同時または引き続いて
送られてくるデータ部の前に追加する(S134)。

【００７６】ヘッダー転送の通知だった場合は、これと
同時または引き続いて転送されてくるパケットヘッダー
を受信し、これをパケットヘッダー長期記憶部に記憶す
る(S135)。さらに引き続いて転送されてくるデータ部を
受信する(S136)。

【００７７】もしパケットの先頭ではなくフリットの先
頭であった場合、ヘッダー省略の通知かヘッダー送信の
通知かを判定する(S137)。ヘッダー省略の通知だった場
合は、フリットヘッダー長期記憶部に記憶されている直
前のフリットヘッダーをヘッダーとし、これと同時また
は引き続いて送られてくるデータ部の前に追加する(S13
8)。

【００７８】ヘッダー転送の通知だった場合は、これと
同時または引き続いて転送されてくるフリットヘッダー
を受信し、これをフリットヘッダー長期記憶部に記憶す
る(S139)。さらに引き続いて転送されてくるデータ部を
受信する(S136)。

【００７９】図１４は第４の実施例にかかる通信リンク
におけるヘッダーが省略できる場合のタイムチャートの
実施例を示した図である。この例では１パケットの４フ
リット分のデータが転送されている。フリットは２単位
時間分のパケットヘッダーまたは１単位時間分のフリッ
トヘッダーのほかにデータ部２単位時間分から構成され
ているものとし、本来ならば先頭フリットは４単位時
間、後続フリットは３単位時間転送に必要であるものと
する。

【００８０】ここでパケットヘッダー長期記憶部にパケ
ットヘッダーＰＨ０が記憶されていて、フリットヘッダ
ー長期記憶部にフリットヘッダーＦＨ０が記憶されてい
る状態で、ＰＨ０をパケットヘッダーに持ち、ＦＨ０を
フリットヘッダーに持つ４フリット構成のパケットの伝
送が行われると、図１４のように時刻t1、t2で先頭フリ
ットのデータ部のみの転送がおこり、時刻t3、t4で後続
フリット１のデータ部のみの転送がおこり、時刻t5、t6
で後続フリット２のデータ部のみの転送がおこり、時刻
t7、t8で後続フリット３のデータ部のみの転送がおこ
り、８単位時間で転送が終了する。

【００８１】このように本発明によらずヘッダーの転送
の省略を行わなければ１パケットの転送に先頭フリット
に４単位時間、後続フリットに３単位時間が３回で合計
１３単位時間かかるのに対し、本発明を用いた場合は８
単位時間ですむので、実質転送バンド幅が大幅に向上す
る。

【００８２】つまり仮想チャネル通信方式を採用した場
合に、物理的通信リンクを比較的長い間１つのパケット
が通過しているような場所では、フリットヘッダーがほ
ぼ常時省略できるような状況が生まれ、実効通信バンド
幅が本発明により増加したことになる。

【００８３】変形例を述べると、パケットヘッダーの記
憶をやめて、フリットヘッダーのみ記憶と転送の省略を
行うことによりハードウェア量が低下する。この変形に
よる性能低下はパケット長が長い場合は少ない。なぜな
ら、パケット長が長ければフリット数が多くなり、フリ
ットヘッダーの発生頻度がパケットヘッダーの発生頻度
を大幅に上回るためである。

【００８４】またフリットヘッダーの記憶部を多重化す
れば、複数の仮想チャネルに対応するパケットが時分割
的に交互に物理的通信リンク上を通過する場合でも効果
が出る。 （実施例５）従来の通信方法においては、通信の際に転
送制御情報データを必ず付加して送信していた。そのた
め、転送制御情報データの分の転送時間および通信バン
ド幅が余計に必要であった。

【００８５】簡略化した転送制御情報データフォーマッ
トと簡略化されない転送制御情報データフォーマットを
具備し、どちらのフォーマットであるかを示す手段を具
備する。簡略化した転送制御情報データフォーマットは
少ない転送時間で転送することが可能なので、簡略化し
た転送制御情報データフォーマットを用いることができ
る場合は、簡略化した転送制御情報データフォーマット
を用いていることを指示する。

【００８６】簡略化した転送制御情報データフォーマッ
トを用いることができる場合は、通信路を本来転送した
いデータの転送のために使用する比率が増加する。こう
して通信バンド幅が処理性能を決定するような処理にお
いては処理性能が向上する。

【００８７】図１５は第５の実施例にかかるヘッダーフ
ォーマット集合の実施例を示した図である。非簡略形式
のパケットヘッダーは１２ビットの制御情報Ａ、２０ビ
ットの制御情報Ｂ、１８ビットの制御情報Ｃ、８ビット
の制御情報Ｄからなり、通信リンクのデータ幅は３２ビ
ットとしているので２語で１つのパケットヘッダーとな
る。

【００８８】簡略形式のパケットヘッダーは１２ビット
の制御情報Ａ、１２ビット分の制御情報Ｂの一部、８ビ
ット分の制御情報Ｃの一部からなり、通信リンクのデー
タ幅は３２ビットとしているので１語で１つのパケット
ヘッダーとなる。

【００８９】本実施例では簡略形式における制御情報Ｂ
と制御情報Ｃの欠落分と制御情報Ｄはデフォルト値で補
われるものとする。送信側ではこのデフォルト値で送信
パケットが扱える場合は簡略形式にパケットヘッダーを
変換し、簡略形式で送信することを受信側に通知して、
簡略形式のパケットを送信する。中継ノードでは簡略形
式のパケットを受信したらそのまま簡略形式で後続の中
継ノードに転送しても良いし、一旦非簡略形式に復元
し、あらためてその場所から簡略形式で扱えるか否かを
判定しても良い。

【００９０】デフォルト値で送信パケットが扱えない場
合は非簡略形式のパケットヘッダーで送信することを受
信側に通知して、非簡略形式のパケットを送信する。以
上のようにすることで、本来２単位時間で送っていたパ
ケットヘッダーを１単位時間で送ることが可能な場合が
生まれ、実質転送バンド幅が向上する。こうして通信バ
ンド幅が処理性能を決定するような処理においては処理
性能が向上する。

【００９１】従来の通信方法においては、通信の際に転
送制御情報データを必ず付加して送信していた。そのた
め、転送制御情報データの分の転送時間および通信バン
ド幅が余計に必要であった。 （実施例６）簡略化した転送制御情報データフォーマッ
トと簡略化されない転送制御情報データフォーマットを
具備し、どちらのフォーマットであるかを示す制御信号
を具備する。

【００９２】転送データの到着前に簡略化した転送制御
情報データであるか否かを受信側で判定することも可能
となるので、受信側の回路のタイミング設計が楽にな
る。図１６は第６の実施例にかかる通信リンクの実施例
を示した図である。データ線は３２ビットのパラレル信
号で、この他に何本かのフロー制御線があり、さらに簡
略形式のヘッダーを用いることを通知するための簡略形
式通知線を具備している。

【００９３】ヘッダーは図１５のものを用いることとす
る。簡略形式のヘッダーを用いることができる場合は、
送信側から受信側に向けて簡略形式通知線をアクティブ
にして受信側での情報補完を促す。この信号は受信側で
データを完全に受けきる前に発することが可能なので、
受信側での情報補完の動作を早めに開始することがで
き、受信側での回路のタイミング設計が楽になる。 （実施例７）従来の通信方法においては、通信の際に転
送制御情報データを必ず付加して送信していた。そのた
め、転送制御情報データの分の転送時間および通信バン
ド幅が余計に必要であった。

【００９４】簡略化した転送制御情報データフォーマッ
トと簡略化されない転送制御情報データフォーマットを
具備し、どちらのフォーマットであるかを示すフィール
ドを持つ転送制御情報データフォーマットを用いる。

【００９５】信号線を増加させることなしに簡略化した
転送制御情報データであるか否かを判定することができ
るので、例えばＬＳＩやケーブルのピン数が逼迫してい
る時に有効である。

【００９６】図１７は第７の実施例にかかるヘッダーフ
ォーマット集合の実施例を示した図である。非簡略形式
のパケットヘッダーは１２ビットの制御情報Ａ、１９ビ
ットの制御情報Ｂ、１８ビットの制御情報Ｃ、８ビット
の制御情報Ｄからなり、ビット０の値を０としている。
つまりパケットヘッダーのワード０のビット０が０なら
ば受信側で非簡略形式のパケットヘッダーであると判定
する。こうして通信リンクのデータ幅は３２ビットとし
ているので２語で１つのパケットヘッダーとなる。

【００９７】簡略形式のパケットヘッダーはワード０の
ビット０を１とし、１２ビットの制御情報Ａ、１２ビッ
ト分の制御情報Ｂの一部、７ビット分の制御情報Ｃの一
部からなり、通信リンクのデータ幅は３２ビットとして
いるので１語で１つのパケットヘッダーとなる。つまり
パケットヘッダーのワード０のビット０が１ならば受信
側で簡略形式のパケットヘッダーであると判定し、情報
の補完をデフォルト値によって行う。

【００９８】このように本実施例では図１６のように簡
略形式通知線を用いなくても、受信側で簡略形式か非簡
略形式かということを受信データから判断できるので、
信号線が１本削減できる。例えば通信リンクを沢山具備
するようなルーターを用いたりしてＬＳＩのピン数が逼
迫していたり、基板の上に沢山のルーターを登載するた
めに基板間配線のためのコネクタやケーブルのピン数が
逼迫している場合には、通信リンクあたりの信号線が１
本増減するだけでデータ線のビット幅を倍増できるよう
になったり、半端になるのでデータ線のビット幅を半減
しなければならなくなったりするので大変大きな効果が
ある場合がある。 （実施例８）従来の通信方法においては、通信の際に転
送制御情報データを必ず付加して送信していた。そのた
め、転送制御情報データの分の転送時間および通信バン
ド幅が余計に必要であった。

【００９９】相対アドレスによってルーティングされる
通信方式において、ディスティネーションを全ノード数
を指定することができるビット数よりも少ないビット数
で表現できる近傍ノードに限定した転送制御情報データ
フォーマットを具備する。これによって全てまたは大半
の通信が近傍ノードとの通信で処理できる場合は近傍ノ
ードに限定した転送制御情報データフォーマットを用い
ることを指示する。

【０１００】全てまたは大半の通信が近傍ノードとの通
信で処理できる場合の通信性能が向上する。高速化の達
成と同時に遠くのノードとの通信を行うことも可能であ
る。図１８は第８の実施例にかかるヘッダーフォーマッ
ト集合の実施例を示した図である。全ノード数が１０２
４個からなる並列システムで図１９に示すようにノード
が３２×３２の二次元トーラス接続されており、ノード
がＸ座標５ビット、Ｙ座標５ビットで座標付けされてい
て、ソースの座標とデスティネーションの座標の相対座
標によりルーティングが行われていくものとする。

【０１０１】遠隔形式のパケットヘッダーは２３ビット
の制御情報Ａ、５ビット２の補数表現のＸ方向相対アド
レス、５ビット２の補数表現のＹ方向相対アドレスから
なり、ワード０のビット０を０とすることによって遠隔
形式であることを表しており、通信リンクのデータ幅は
３２ビットとしているので２語で１つのパケットヘッダ
ーとなる。

【０１０２】ＬＳＩのピン数の制約などから通信リンク
のデータ線のビット幅が限られ、さらに制御情報Ａが例
えばプロテクションを管理するためのＩＤであったり、
分散共有メモリのノード内アドレスであったり、ダイレ
クトマッチング方式をとるデータフローマシンの同期の
ためのアドレスであったり、仮想チャネルのチャネルＩ
Ｄであったりして、機能実現上どうしてもこれだけのビ
ット数が必要になった場合、わずかなビットが足りない
ためにパケットヘッダーが２語になってしまうという状
況が通信制御装置やパケットフォーマットの設計の過程
でしばしば起こる。

【０１０３】一方、近傍形式のパケットヘッダーは２３
ビットの制御情報Ａ、４ビットのＸ方向相対アドレス下
位部分、４ビットのＹ方向相対アドレス下位部分からな
り、ワード０のビット０を１とすることによって近傍形
式であることを表しており、通信リンクのデータ幅は３
２ビットとしているので１語で１つのパケットヘッダー
となる。

【０１０４】本実施例では近傍形式におけるＸ方向相対
アドレス上位１ビットとＹ方向相対アドレス上位１ビッ
トは近傍形式の各相対アドレスの最上位ビットを拡張す
ることで補われる。例えば相対アドレス＋６は５ビット
で２の補数表現すると００１１０となり、この下位４ビ
ットである０１１０の最上位ビット０を拡張すれば５ビ
ット表現に復元できる。相対アドレス−６は５ビットで
２の補数表現すると１１０１０となり、この下位４ビッ
トである１０１０の最上位ビット１を拡張すれば５ビッ
ト表現に復元できる。

【０１０５】このように近傍形式では−８から７まで表
現できる各４ビットの二次元相対アドレスを用いること
によってソースノードを中心とした近傍の２５５ノード
あてのパケットは近傍形式で扱うことができ、その場合
はパケットヘッダーが１語ですむので実質転送バンド幅
が向上する。

【０１０６】さらにこの近傍から外れるノードへのパケ
ットは遠隔形式を使うことによって実質バンド幅は近傍
形式より劣るが、本発明を適用しない場合と同等のバン
ド幅での転送が行われる。近傍への通信の比率が多い場
合は本発明は通信相手の柔軟性と高速性が両立できる。 （実施例９）従来の並列計算機においては、通信の際に
転送制御情報データを必ず付加して送信していた。その
ため、転送制御情報データの分の転送時間および通信バ
ンド幅が余計に必要であった。

【０１０７】並列計算機において転送制御情報データの
転送の全てまたは一部を省略することを指示する手段を
具備する。転送制御情報データを送信しなくても良い場
合は、転送制御情報データの転送の全てまたは一部を省
略することを指示する。

【０１０８】転送制御情報データを新たに転送しなけれ
ばならない時は転送制御情報データの転送の全てまたは
一部を省略することを指示しないことによって、本機能
が無い場合と同様の通信が行われる。

【０１０９】仮想チャネル通信方式を用いていたり、ウ
ェーブフロントアレイ動作やデータフロー動作のように
細粒度処理むけの処理機構を備えた並列計算機では極め
て短いフリットまたはパケットによる転送が行われるた
め転送制御情報データが通信リンクを使用する頻度が高
いために、転送制御情報データの転送を削減または排除
することによる処理性能向上が大きい。

【０１１０】図２０はダイレクトマッチング型データフ
ロー並列マシンＥＭ−４のパケットフォーマットを示し
た図である。ホスト行き識別子ＨＳＴ１ビット、パケッ
ト型ＰＴ５ビット、待ち合わせ型ＷＣＦ３ビット、宛先
ノード番号ＰＥ１０ビット、オペランドセグメント番号
ＯＳＮ１２ビット、オフセットＤＰＬ８ビット、データ
型３ビット、データ部３２ビットからなり、３９ビット
幅２語から構成されていた。なおＯＳＮとＤＰＬを合わ
せたものがローカルメモリの語数１Ｍ語（２０ビット）
に対応している。

【０１１１】例えば基本的にはＥＭ−４を踏襲しつつノ
ード数を６５５３６台、プロテクション識別数２５６プ
ロセス、ローカルメモリ容量１６Ｍ語、３２ビット幅通
信リンクのダイレクトマッチング型マルチユーザーデー
タフロー超並列マシンを作ることを考える。

【０１１２】するとディスティネーションノードの識別
子ＰＥに１６ビット、プロテクション識別子ＰＲＯに８
ビット、ホスト行き識別子ＨＳＴ１ビット、パケット型
ＰＴ５ビット、待ち合わせ型ＷＣＦ３ビット、データ型
ＤＴ３ビット、マッチング用メモリアドレスＡＤＲ２４
ビットとなり、合計でパケットヘッダーに６０ビットの
情報が必要である。よって３２ビット幅通信リンクでは
パケットヘッダーに２転送語、データ部に１語のパケッ
トとなる。

【０１１３】図２１は第９の実施例を適用したダイレク
トマッチング型データフロー超並列マシンのパケットフ
ォーマットを示した図である。ディスティネーションノ
ードの識別子、プロテクション識別子、データ型の合計
２７ビットをパケットのワード０に、パケット型５ビッ
ト、待ち合わせ型３ビット、マッチング用メモリアドレ
スをワード１に、データをワード２に割り当てると、同
一ユーザーからの同一ノードへの同一データ型のパケッ
トが継続的に転送される状態では、（実施例２）と同様
のメカニズムでパケットヘッダーのワード０が省略可能
となる。

【０１１４】このようにすると本来は１パケットの転送
に３単位時間かかったものが２単位時間ですむことにな
り、ホストとの通信や科学技術計算のような規則性の極
めて高い通信が起こる処理において大幅な性能向上が期
待できる。 （実施例１０）従来の並列計算機においては、通信の際
に転送制御情報データを必ず付加して送信していた。そ
のため、転送制御情報データの分の転送時間および通信
バンド幅が余計に必要であった。

【０１１５】並列計算機において簡略化した転送制御情
報データフォーマットと簡略化されない転送制御情報デ
ータフォーマットを具備し、どちらのフォーマットであ
るかを示す手段を具備する。簡略化した転送制御情報デ
ータフォーマットは少ない転送時間で転送することが可
能なので、簡略化した転送制御情報データフォーマット
を用いることができる場合は、簡略化した転送制御情報
データフォーマットを用いていることを指示する。

【０１１６】仮想チャネル通信方式を用いていたり、ウ
ェーブフロントアレイ動作やデータフロー動作のように
細粒度処理むけの処理機構を備えた並列計算機では極め
て短いフリットまたはパケットによる転送が行われるた
め転送制御情報データが通信リンクを使用する頻度が高
いために、転送制御情報データの転送を削減または排除
することによる処理性能向上が大きい。

【０１１７】本実施例の超並列マシンでは文献：並列処
理シンポジウムＪＳＰＰ’９３「マルチパラダイム超並
列ＴＦＬＯＰＳマシンにおける並列処理〜プロセッサ間
チェイニングとその応用〜」において述べられているマ
シンのごとく分散共有メモリアクセスとウェーブフロン
トアレイ動作が共通のマシン上でマルチユーザーが混在
して実行されるものとする。ここではノード数を６５５
３６台、プロテクション識別数２５６プロセス、ローカ
ルメモリ容量１６Ｍ語、ノード当たりのベクトルレジス
タ数３２本、３２ビット幅通信リンクとする。

【０１１８】図２２は第１０の実施例を適用したマルチ
パラダイム型超並列マシンのパケットフォーマットの集
合の実施例を示した図である。分散共有メモリアクセス
用のパケット形式はワード０のビット３１が０であり、
データ型ＤＴが１ビットでデータ部が３２ビット（１
語）か６４ビット（２語）かを表し、書き込みベクトル
レジスタ番号ＶＲＮが５ビット、プロテクション識別子
ＰＲＯに８ビット、ホスト行き識別子ＨＳＴが１ビッ
ト、ディスティネーションノード識別子ＤＰＥが１６ビ
ット、機能識別子が３ビット、ノード内メモリアドレス
ＡＤＲが２４ビット、ソースノード識別子ＳＰＥが１６
ビット、データが３２ビットまたは６４ビットの４また
は５語から構成される。

【０１１９】ウェーブフロントアレイ用の形式はワード
０のビット３１が１であり、分散共有メモリアクセス用
のパケットのワード１およびワード２を省略した簡略形
式になっている。

【０１２０】多くの分散共有アクセスを用いた処理はウ
ェーブフロントアレイ処理ほど転送バンド幅に処理性能
が敏感ではないが、ウェーブフロントアレイ処理は演算
器の性能をフルに発揮させるメカニズムであるので転送
バンド幅が処理性能に直結することが多い。

【０１２１】例えば文献：並列処理シンポジウムＪＳＰ
Ｐ’９３「マルチパラダイム超並列ＴＦＬＯＰＳマシン
における並列処理〜プロセッサ間チェイニングとその応
用〜」において述べられている行列の乗算のウェーブフ
ロントアレイ処理を、ノード当たり乗算が５０ＭＦＬＯ
ＰＳ、加減算が５０ＭＦＬＯＰＳ、ノード通過遅延２ク
ロック、リンク当たり１クロック（２０ｎｓ）に３２ビ
ットのデータが転送できる要素プロセッサを用い、３２
ビット浮動小数の５１２×５１２の正方行列に対して２
５６×２５６の２次元メッシュ結合の超並列マシン上で
実行し、初期処理と終末処理に２５６クロックかかった
とすると、非簡略形式での実行時間は約１．５ＴＦＬＯ
ＰＳ、簡略形式での実行時間は約２．８ＴＦＬＯＰＳと
なり約１．９倍の高速化が達成される。

【０１２２】さらにウェーブフロントアレイ処理では定
常的に同じノードへの同じヘッダーを持ったパケットが
飛ぶので、（実施例２）と同様のメカニズムが極めて有
効に働き、パケットヘッダーが省略可能となる。この発
明も併用すれば上記の性能はさらに１．７倍程度向上し
約４．８ＴＦＬＯＰＳとなる。 （実施例１１）従来の並列計算機においては、通信の際
に転送制御情報データを必ず付加して送信していた。そ
のため、転送制御情報データの分の転送時間および通信
バンド幅が余計に必要であった。

【０１２３】並列計算機において相対アドレスによって
ルーティングされる通信方式を用い、ディスティネーシ
ョンを全ノード数を指定することができるビット数より
も少ないビット数で表現できる近傍ノードに限定した転
送制御情報データフォーマットを具備する。これによっ
て全てまたは大半の通信が近傍ノードとの通信で処理で
きる場合は、近傍ノードに限定した転送制御情報データ
フォーマットを用いることを指示する。

【０１２４】仮想チャネル通信方式を用いていたり、ウ
ェーブフロントアレイ動作やデータフロー動作のように
細粒度処理むけの処理機構を備えた並列計算機では極め
て短いフリットまたはパケットによる転送が行われるた
め転送制御情報データが通信リンクを使用する頻度が高
いために、転送制御情報データの転送を削減することに
よる処理性能向上が大きい。とりわけウェーブフロント
アレイ動作は継続して近傍の同じディスティネーション
に対するパケットが転送される場合がほとんどであるた
めに近傍ノードに限定した転送制御情報データフォーマ
ットを用いることの効果が大きい。

【０１２５】図２３は第１１の実施例を適用したマルチ
パラダイム型超並列マシンのパケットフォーマットの集
合の実施例を示した図である。本実施例では（実施例１
０）に述べた超並列マシンに仮想チャネル通信方式を導
入し、ヘッダー情報として仮想チャネル番号ＶＣＮが４
ビット増えてしまったことにより、簡略形式のヘッダー
が２語にならないように、ディスティネーションノード
番号ＤＰＥを６ビットずつの２次元相対アドレスＲＡ
Ｘ、ＲＡＹに置き換えている。

【０１２６】ウェーブフロントアレイ処理は基本的には
隣接ノード間での通信に限られる使用形態がほとんどな
ので、ディスティネーションノード番号ＤＰＥを６ビッ
トずつの２次元相対アドレスＲＡＸ、ＲＡＹに置き換え
ても、非簡略形式のパケットが用いられることはほぼ皆
無である。よって、（実施例１０）で述べた行列乗算の
性能の低下を全く起こすことなく仮想チャネル通信方式
を導入することができ、ウェーブフロントアレイ処理以
外の処理において仮想チャネルの恩恵にあずかることが
可能となる。

【０１２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、転送制御
情報の転送時間を短縮することが可能となる。よって、
おもに細粒度処理むけ超並列計算機における通信バンド
幅の利用効率向上と、それに伴う細粒度並列処理効率の
向上が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例にかかる送信制御のフローチャー
トを示した図。

【図２】第１の実施例にかかる送信部におけるヘッダー
転送省略機構を示した図。

【図３】第１の実施例にかかる受信制御のフローチャー
トを示した図。

【図４】第１の実施例にかかる通信リンクにおけるヘッ
ダーが省略できない場合のタイムチャートを示した図。

【図５】第１の実施例にかかる通信リンクにおけるヘッ
ダーが省略できる場合のタイムチャートを示した図。

【図６】第２の実施例にかかる送信部におけるヘッダー
転送省略機構を示した図。

【図７】第２の実施例にかかる受信部におけるヘッダー
転送省略機構を示した図。

【図８】第２の実施例にかかる通信リンクにおけるヘッ
ダーが省略できる場合のタイムチャートを示した図。

【図９】第３の実施例にかかる送信部におけるヘッダー
転送省略機構を示した図。

【図１０】第３の実施例にかかる受信部におけるヘッダ
ー転送省略機構を示した図。

【図１１】第３の実施例にかかる通信リンクにおける１
つだけ異なるヘッダーのパケットが紛れ込んだ場合のタ
イムチャートを示した図。

【図１２】第４の実施例にかかる送信制御のフローチャ
ートを示した図。

【図１３】第４の実施例にかかる受信制御のフローチャ
ートを示した図。

【図１４】第４の実施例にかかる通信リンクにおけるヘ
ッダーが省略できる場合のタイムチャートを示した図。

【図１５】第５の実施例にかかるヘッダーフォーマット
集合を示した図。

【図１６】第６の実施例にかかる通信リンクを示した
図。

【図１７】第７の実施例にかかるヘッダーフォーマット
集合を示した図。

【図１８】第８の実施例にかかるヘッダーフォーマット
集合を示した図。

【図１９】３２×３２の二次元トーラス接続を示した
図。

【図２０】ダイレクトマッチング型データフロー並列マ
シンＥＭ−４のパケットフォーマットを示した図。

【図２１】第９の実施例を適用したダイレクトマッチン
グ型データフロー超並列マシンのパケットフォーマット
集合を示した図。

【図２２】第１０の実施例を適用したマルチパラダイム
型超並列マシンのパケットフォーマット集合を示した
図。

【図２３】第１１の実施例を適用したマルチパラダイム
型超並列マシンのパケットフォーマット集合を示した
図。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】転送制御情報およびデータ情報からなる転
   送データを情報処理装置間で転送させる通信方法におい
   て、 この転送データの転送制御情報の全てまたは一部の省略
   の可否を制御手段で判断し、 前記転送制御情報の省略が可能であると判定した場合、
   前記制御手段はデータ情報のみを転送手段から転送さ
   せ、 前記転送制御情報の省略が不可能であると判定した場
   合、前記制御手段はこの転送制御情報およびデータ情報
   を転送手段から転送させることを特徴とする通信方法。
2. 【請求項２】過去の通信に用いられた転送制御情報を記
   憶しておき、転送の際にこの転送制御情報と同じ転送制
   御情報を用いることを示す制御信号を転送することを特
   徴とする請求項１記載の通信方法。
3. 【請求項３】直前の通信に用いられた転送制御情報を記
   憶しておき、転送の際にこの転送制御情報と同じ転送制
   御情報を用いることを示す制御信号を転送することを特
   徴とする請求項２記載の通信方法。
4. 【請求項４】転送データを分割し、この分割した転送デ
   ータごとに転送制御情報を付加して転送させる仮想チャ
   ネル通信方式を用いることを特徴とする請求項１記載の
   通信方法。
5. 【請求項５】情報処理装置間で転送させる転送データの
   転送制御情報のフォーマットとして簡略化したフォーマ
   ットおよび簡略化していないフォーマットを用い、 前記転送制御情報が簡略化したフォーマットであるか簡
   略化していないフォーマットであるかを制御手段で判断
   し、この判断に基づいて送信手段から転送データを転送
   を送信させることを特徴とする通信方法。
6. 【請求項６】簡略化したフォーマットを用いた転送制御
   情報であるか簡略化していないフォーマットを用いた転
   送制御情報であるかを示す制御信号を転送することを特
   徴とする請求項５記載の通信方法。
7. 【請求項７】簡略化したフォーマットを用いた転送制御
   情報であるか簡略化していないフォーマットを用いた転
   送制御情報であるかを示すフィールドを持つ転送制御情
   報を用いることを特徴とする請求項５記載の通信方法。
8. 【請求項８】転送先のノードの宛先を相対アドレスで表
   した情報を含む転送制御情報を用いる通信方法におい
   て、 この相対アドレスで表した情報を含む転送制御情報の簡
   略化したフォーマットとして、転送先のノードの宛先を
   全ノード数を指定することができるビット数よりも少な
   いビット数で表現できる近傍のノードの宛先に限定した
   フォーマットの転送制御情報を用いることを特徴とする
   請求項５記載の通信方法。
9. 【請求項９】並列計算機を構成する要素プロセッサ間に
   おけるデータの転送を請求項１記載の通信方法を用いる
   ことを特徴とする並列計算機。
10. 【請求項１０】並列計算機を構成する要素プロセッサ間
    におけるデータの転送を請求項５記載の通信方法を用い
    ることを特徴とする並列計算機。
11. 【請求項１１】並列計算機を構成する要素プロセッサ間
    におけるデータの転送を請求項８記載の通信方法を用い
    ることを特徴とする並列計算機。