JPS6059619B2 - Storage device distributed multiprocessor system - Google Patents
Storage device distributed multiprocessor systemInfo
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- JPS6059619B2 JPS6059619B2 JP55059084A JP5908480A JPS6059619B2 JP S6059619 B2 JPS6059619 B2 JP S6059619B2 JP 55059084 A JP55059084 A JP 55059084A JP 5908480 A JP5908480 A JP 5908480A JP S6059619 B2 JPS6059619 B2 JP S6059619B2
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
- G06F15/16—Combinations of two or more digital computers each having at least an arithmetic unit, a program unit and a register, e.g. for a simultaneous processing of several programs
- G06F15/163—Interprocessor communication
- G06F15/167—Interprocessor communication using a common memory, e.g. mailbox
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、マルチプロセッサの並列動作実行処理の高速
化を考慮したシステム、さらに詳しく云えば主記憶の一
部を各中央処理装置内に分散して持つことにより、高速
の並列動作を実現出来るマルチプロセッサの記憶アクセ
ス方法に特徴を有する記憶装置分散形マルチプロセッサ
システムに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a system that takes into consideration the speeding up of parallel operation execution processing of multiprocessors, and more specifically, a system that takes into consideration the speeding up of parallel operation execution processing of multiprocessors. The present invention relates to a storage device distributed multiprocessor system characterized by a multiprocessor storage access method that can realize parallel operations.
科学技術計算、特にシミュレータ的使用環境下において
はシミュレータモデルは、連立一次方程式や微分方程式
などを用いて組みたてられる。In scientific and technical calculations, especially in simulator environments, simulator models are constructed using simultaneous linear equations, differential equations, and the like.
この種の問題は最終的には行列計算の繰り返しが大部分
となり、汎用計算機ては多大の計算時間を要する。この
ようにデータが行列として扱える場合、このデータすな
わちベクトルは、並列演算可能なシステムで扱うのに適
している。ベクトルとは、互いに独立な項目(スカラー
)の集合であり、たとえば行列の行要素の組、列要素の
組、対角要素の組などてある。行例の演算に際してはほ
とんどの場合、このベクトルが処理の単位となる。ベク
トル演算においては、洛項目の独立性ゆえに並列性を利
用することが容易である。従来、この種のベクトル計算
に適したシステムとしてプロセッサ内部に複数の演算ユ
ニットを設け、単一命令で複数のデータが扱える特殊ア
ーキテクチヤを持つた計算機が考、えられてきた。In the end, most of these types of problems involve repeated matrix calculations, which requires a large amount of calculation time on a general-purpose computer. When data can be handled as a matrix in this way, this data, that is, a vector, is suitable for handling in a system that can perform parallel operations. A vector is a set of mutually independent items (scalars), such as a set of row elements, a set of column elements, a set of diagonal elements, etc. of a matrix. In most cases, this vector is the unit of processing when calculating row examples. In vector operations, it is easy to utilize parallelism due to the independence of Raku items. Conventionally, as a system suitable for this type of vector calculation, a computer with a special architecture that has multiple arithmetic units inside a processor and can handle multiple pieces of data with a single instruction has been considered.
性能的には最適化が進んでいるものの、汎用性にとぼし
くベクトル計算機の専用機として考えられてきた。一方
、汎用のマルチプロセッサシステムでベクトル演算を各
中央処理装置で分担する方法が考えられるが、オペレー
ションシステムのオーバヘッド、もしくは各プロセッサ
の実行能力の面から超高速中央処理装置を組み合わせて
も、上記特殊演・算用計算機と比し、性能面ておとる等
の欠点があつた。Although it has been optimized in terms of performance, its versatility has been limited and it has been considered as a dedicated vector computer. On the other hand, in a general-purpose multiprocessor system, vector operations can be divided among each central processing unit, but due to the overhead of the operation system or the execution capacity of each processor, even if ultra-high-speed central processing units are combined, the above-mentioned special Compared to arithmetic and arithmetic calculators, it had drawbacks such as lower performance.
本発明の目的は、上記2方式の利点、特に高速性と汎用
性を具備した記憶装置分散形マルチプロセッサシステム
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a storage device distributed multiprocessor system that has the advantages of the above two systems, particularly high speed and versatility.
前記目的を達成するために本発明による記憶装置分散形
マルチプロセッサシステムは複数台の中央処理装置と、
主記憶装置と、前記各中央処理装置と主記憶装置間て授
受するデータの切換え制御を行なう切換制御装置とから
なるマルチプロセッサシステムにおいて、前記各中央処
理装置は記憶装置アクセス回路を装置内記憶装置を具備
し、記憶装置アクセス回路は生成したデータアドレス値
に従つて、自中央処理装置内の装置内記憶装置にデータ
アクセスするか切換制御置にデータアクセス要求を出す
かの制御を行ない、各中央処理装置からのデータアクセ
ス要求を受けた切換制御装置はデータアドレス値に従つ
て主記憶装置もしくはデータアクセス要求元以外の中央
処理装置内の装置内記憶装置にデータアクセス制御を行
なうとともに、切換制御装置からデータアクセス要求を
受けた各記憶装置のアクセス回路は自装置内の装置内記
憶装置のアクセスを許可するように構成してある。In order to achieve the above object, the storage device distributed multiprocessor system according to the present invention includes a plurality of central processing units;
In a multiprocessor system comprising a main storage device and a switching control device that controls switching of data exchanged between each of the central processing units and the main storage device, each of the central processing units transfers the storage device access circuit to the internal storage device. The storage device access circuit controls whether to access the internal storage device in its own central processing unit or issue a data access request to the switching control unit according to the generated data address value, and Upon receiving a data access request from the processing unit, the switching control device performs data access control to the main storage device or an internal storage device in a central processing unit other than the source of the data access request according to the data address value. The access circuit of each storage device that receives a data access request from the storage device is configured to permit access to the internal storage device within the device itself.
前記構成によれば本発明の目的を換全に達成することが
できる。According to the above configuration, the object of the present invention can be completely achieved.
本発明は、汎用マルチプロセッサシステムの各中央処理
装置内に主記憶の一部を分散してもたせ、各中央処理装
置て扱う命令/データを自中央処理装置内の記憶装置(
以下装置内主記憶装置と−称する)に一番多く分布する
ように記憶領域を分割することにより、多重の演算を並
列的に高速に実行可能とするものてある。The present invention provides a part of the main memory distributed in each central processing unit of a general-purpose multiprocessor system, and stores instructions/data handled by each central processing unit in its own storage (
By dividing the storage area so that the largest amount is distributed in the internal main storage (hereinafter referred to as the main storage within the device), multiple operations can be executed in parallel at high speed.
特に、記憶装置上に一定間隔に分布した多量のデータを
複数の中央処理装置て分担して演算実行を行なう目的て
ある。装置内記憶装置は従来からの既知の緩衝記憶装置
やスクラツチパツドメモリ等の技術とは本質的に異なり
、ソフトウェアからは、主記憶装置の一部に見え、かつ
主記憶上の区分された領域として意識される。本発明の
装置内記憶装置は、装置のマシンサイクルと同期して高
速にデータが読み出せるように、実現することにより効
果的になる。In particular, the purpose is to share a large amount of data distributed at regular intervals on a storage device among a plurality of central processing units to perform arithmetic operations. Internal storage is essentially different from conventionally known technologies such as buffer storage and scratchpad memory; it appears to be part of the main memory from the software, and is a partitioned section of the main memory. It is perceived as a territory. The in-device storage device of the present invention becomes more effective if it is implemented so that data can be read out at high speed in synchronization with the machine cycle of the device.
次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明によるシステムの一実施例を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a system according to the present invention.
本発明のマルチプロセッサシステムは、主記憶装置1、
記憶切換制御装置2、中央処理装置30、31、・・・
・・3n1装置内記憶装置40、41・・・・・4n1
記憶装置アクセス回路80、81、・・8n1第1デー
タ線5、第2データ線60、61、・・・・・6nおよ
び装置間通信線7とから構成される。The multiprocessor system of the present invention includes a main storage device 1,
Memory switching control device 2, central processing units 30, 31, . . .
...3n1 internal storage device 40, 41...4n1
The storage device access circuit 80, 81, . . . 8n1 is composed of a first data line 5, a second data line 60, 61, . . . 6n, and an inter-device communication line 7.
第2図は、中央処理装置内のアドレス形式を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing an address format within the central processing unit.
第2図において、100は装置内記憶装置をアドレスす
るときのアドレス形式、102は装置内記憶表示ビット
101、中央処理装置・識別番号、103は装置内記憶
上アドレス、200は主記憶装置をアドレスするときの
アドレス形式、201は主記憶装表示ビットであり、各
アドレス形式上部に付された数字はビット示すものであ
る。第3図はプログラムから見た主記憶の全貌を示す図
である。In FIG. 2, 100 is the address format used when addressing the internal storage device, 102 is the internal storage display bit 101, central processing unit identification number, 103 is an address on the internal storage device, and 200 is the address for the main storage device. In the address format, 201 is a main memory display bit, and the number attached to the top of each address format indicates the bit. FIG. 3 is a diagram showing the entire main memory as seen from the program.
第3図において、300、301・・30nは装置内記
憶装置の領域、400は主記憶領域てある。以下、第1
図〜第3図を用いて動作の説明をする。各中央処理装置
30、31、・・・・・3nは、命令の実行にあたつて
各記憶装置アクセス回路80、81、・・・・・8nで
記憶アドレス100(または200)を得るが、このア
ドレスが装置内記憶装置アドレスの形式100を示すと
きは、中央処理装置識別番号102を見て、自中央処理
装置内の装置内記憶装置をアクセスすべきか、他装置内
の装置内記憶装置をアクセスすべきかを判断する。In FIG. 3, 300, 301, . . . 30n are areas of the internal storage device, and 400 is the main storage area. Below, the first
The operation will be explained using FIGS. Each central processing unit 30, 31, . . . 3n obtains a storage address 100 (or 200) from each storage device access circuit 80, 81, . . . 8n when executing an instruction. When this address indicates the internal storage device address format 100, check the central processing unit identification number 102 to determine whether the internal storage device of the own central processing unit should be accessed or whether the internal storage device of another device should be accessed. Decide whether to access it.
中央処理装置識別番号102は、マルチプロセッサシス
テム内の各中央処理装置に個有に与えられた識別番号で
、識別番号と一致した中央処理装置内の装置内記憶装置
がアクセスの対象となることを示す。装置内記憶上アド
レス103が対象装置内記憶装置のアドレスとなる。特
にベクトル演算においては、各中央処理装置て扱う命令
およびゼータは、ほとんどの場合自中央処理装置内の装
置内記憶装置に存在するように分布させることができる
ため、装置内記憶装置アドレス形式100を示すときは
、実際には自装置内の装置内記憶装置を高速にアクセス
して、高速な演算処理が実現できる。また、中央処理装
置識別番号102が、他中央処理装置を指すときは、装
置間通信線7て、その旨を他中央処理装置に通報すると
ともに、その装置の処理を中断させ、第2データ線60
、61、・・・・・6nと記憶切換制御装置2を通して
、データを得ることが可能である。記憶アドレス100
(または200)が、主記憶上アドレス形式200を示
すときは、第2データ線60、61、・・・・・6n1
記憶切換制御装置2、第1データ線5を通して、主記憶
装置1より命令もしくはデータを得る。本主記憶アクセ
スの方法は、従来の主記憶装置と考え方は同一である。
ベクトル演算では、装置内記憶装置に入りきらない後続
処理のデータが主記憶上に置かれている。主記憶装置上
のデータは、ベクトルデータの特殊性を見込んで、中央
処理装置で自装置内の装置内記憶装置上の演算処理中に
、並列して、装置内記憶装置のあき領域にオーバレイす
る手段を設けることで、高速に処理可能である。ベクト
ル演算等の処理においては、命令は?ワード程度の記憶
領域におさまる場合が多いため、まず主起憶を使用せず
とも装置内記憶装置内におさめることができる。装置内
記憶装置は本実施例においては、命令語の領域として?
ワードオペランドの領域として16K′7−ド、全体て
24Kワード準備している。装置内記憶装置は、緩衝記
憶装置と同様に、主記憶装置と比してより高速の記憶素
子を用いている。このため、各中央処理装置上の処理は
、緩衝記憶装置を用いてのベクトル演算が、高いヒット
率で実行が難しいのに比し、100%のヒット率に該当
する実行能力が引きだせるとともに、すべてがソフトウ
ェアから見えるため、緩衝記憶装置におけることくの複
雑な制御手段も要せす単にアドレスを与えてデータを読
み出す記憶体として見えるため、アクセスのための漏れ
時間も小さく中央処理装置のサイクルタイムをより小さ
くでき性能向上をもたらす。さらに、複数台の中央処理
装置で、ベクトル演算処理を分担して実行することがア
ーキテクチヤ上容易なため、巨大科学演算処理に最適な
システムとなる。さらには、本発明の装置内記憶装置は
、上記命令語とデータ部を独立して読めるように金物上
実現することは容易なので、命令の読み出しとデータの
読出しを平行して行なうことができる。The central processing unit identification number 102 is an identification number uniquely given to each central processing unit in the multiprocessor system, and indicates that the internal storage device of the central processing unit that matches the identification number is to be accessed. show. The internal storage address 103 becomes the address of the target internal storage. Particularly in vector operations, the instructions and zeta handled by each central processing unit can be distributed so that they exist in the internal storage device of the own central processing unit in most cases, so the internal storage device address format 100 is When shown, the internal storage device within the own device can actually be accessed at high speed to realize high-speed arithmetic processing. In addition, when the central processing unit identification number 102 points to another central processing unit, the inter-device communication line 7 notifies the other central processing unit of this fact, interrupts the processing of that unit, and connects the second data line. 60
, 61, . . . 6n and the memory switching control device 2, it is possible to obtain data. memory address 100
(or 200) indicates the address format 200 on the main memory, the second data line 60, 61, 6n1
The memory switching control device 2 obtains instructions or data from the main memory device 1 through the first data line 5. This main memory access method is the same in concept as conventional main memory devices.
In vector operations, data for subsequent processing that cannot be stored in the internal storage device is stored in the main memory. Considering the special characteristics of vector data, the data on the main memory is overlaid in parallel on the free area of the internal storage in the central processing unit during arithmetic processing on the internal storage in the own device. By providing a means, high-speed processing is possible. In processing such as vector operations, what is the instruction? Since it often fits into a storage area of about the size of a word, it can be stored in the internal storage device of the device without using the main memory. In this embodiment, the internal storage device is used as an area for instruction words.
A total of 24K words, 16K'7-words, are prepared as a word operand area. The in-device storage device, like the buffer storage device, uses a faster storage element than the main storage device. For this reason, the processing on each central processing unit can draw out the execution ability corresponding to a 100% hit rate, whereas vector operations using a buffer storage device are difficult to execute with a high hit rate. Because everything is visible to the software, there is no need for complicated control means in the buffer storage device.Because it appears as a storage device that simply gives an address and reads data, the leakage time for access is small and the cycle time of the central processing unit is shortened. can be made smaller and improve performance. Furthermore, the architecture makes it easy for multiple central processing units to share and execute vector calculation processing, making it an optimal system for large-scale scientific calculation processing. Furthermore, since the in-device storage device of the present invention can be easily implemented on hardware so that the instruction word and data portion can be read independently, reading out instructions and reading out data can be performed in parallel.
これにより、命令の実行時間の一層の向上が期待できる
。以上述べたように、本発明のマルチプロセッサシステ
ムは、巨大科学演算処理に最適であるが汎用のマルチプ
ロセッサシステムとしても、すべての機能を満たしてい
る。As a result, further improvement in instruction execution time can be expected. As described above, the multiprocessor system of the present invention is optimal for large-scale scientific calculation processing, but also satisfies all functions as a general-purpose multiprocessor system.
本発明は以上説明したように、中央処理装置内に、主記
憶の一部を分散保持するマルチプロセッサシステムを構
成することにより、特に巨大科学技術計算に適した汎用
高速マルチプロセッサシステムを実現することができる
。As explained above, the present invention realizes a general-purpose high-speed multiprocessor system particularly suitable for large-scale scientific and technical calculations by configuring a multiprocessor system in which a part of the main memory is distributed and held within a central processing unit. I can do it.
第1図は、本発明システムの一実施例を示すブロック図
、第2図は中央処理装置内のアドレスの形式を示す図、
第3図はソフトウェアからみえる記憶空間の概念図であ
る。
1・・・・・・主記憶装置、2・・・・・切換制御装置
、30、31・・・・・・3n・・・・・中央処理装置
、40、41・・・4n・・・・・・装置内記憶装置、
80、81・・・・8n・・・・・記憶装置アクセス回
路。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the system of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the address format in the central processing unit,
FIG. 3 is a conceptual diagram of the storage space as seen from the software. 1...Main storage device, 2...Switching control device, 30, 31...3n...Central processing unit, 40, 41...4n... ...Internal storage device,
80, 81...8n...Storage device access circuit.
Claims (1)
央処理装置と主記憶装置間で授受するデータの切換え制
御を行なう切換制御装置とからなるマルチプロセッサシ
ステムにおいて、前記各中央処理装置は記憶装置アクセ
ス回路と装置内記憶装置を具備し、記憶装置アクセス回
路は生成したデータアドレス値に従つて、自中央処理装
置内の装置内記憶装置にデータアクセスするか切換制御
装置にデータアクセス要求を出すかの制御を行ない各中
央処理装置からのデータアクセス要求を受けた切換制御
装置はデータアドレス値に従つて主記憶装置もしくはデ
ータアクセス要求元以外の中央処理装置内の装置内記憶
装置にデータアクセス制御を行なうとともに、切換制御
装置からのデータアクセス要求を受けた各記憶装置アク
セス回路は自装置内の装置内記憶装置のアクセスを許可
するように構成したことを特徴とする記憶装置分散形マ
ルチプロセッサシステム。1. In a multiprocessor system consisting of a plurality of central processing units, a main storage device, and a switching control device that controls switching of data exchanged between each of the central processing units and the main storage device, each of the central processing units It is equipped with a storage device access circuit and an internal storage device, and the storage device access circuit accesses data to the internal storage device in its own central processing unit or sends a data access request to the switching control device according to the generated data address value. The switching control device receives a data access request from each central processing unit and accesses the data to the main storage device or to the internal storage device of the central processing unit other than the data access request source according to the data address value. A storage device distributed multiprocessor characterized in that each storage device access circuit that performs control and receives a data access request from a switching control device is configured to permit access to a storage device within its own device. system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55059084A JPS6059619B2 (en) | 1980-05-01 | 1980-05-01 | Storage device distributed multiprocessor system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55059084A JPS6059619B2 (en) | 1980-05-01 | 1980-05-01 | Storage device distributed multiprocessor system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56155465A JPS56155465A (en) | 1981-12-01 |
| JPS6059619B2 true JPS6059619B2 (en) | 1985-12-26 |
Family
ID=13103117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55059084A Expired JPS6059619B2 (en) | 1980-05-01 | 1980-05-01 | Storage device distributed multiprocessor system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059619B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3687990B2 (en) * | 1994-01-25 | 2005-08-24 | 株式会社日立製作所 | Memory access mechanism |
-
1980
- 1980-05-01 JP JP55059084A patent/JPS6059619B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56155465A (en) | 1981-12-01 |
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