第4章 向量处理机.pptVIP

4.3 提高向量处理机性能的常用技术 a：存储字到“读功能部件”的传送时间 b：存储字经过“读功能部件”的通过时间 c：存储字从“读功能部件”到V0分量的传送时间 d：V0和V1中操作数到整数加功能部件的传送时间 e：整数加功能部件的通过时间 f：和从整数加功能部件到V2分量的传送时间 g：V2中的操作数分量到移位功能部件的传送时间 h：移位功能部件的通过时间 i：结果从移位功能部件到V3分量的传送时间 j：V3和V4中的操作数分量到逻辑部件的传送时间 k：逻辑功能部件的通过时间 l：最后结果到V5分量的传送时间 畸门虐羡谋灵起培拳疟惹北产进那僳饵刘稳枝裔茹穿袄狰贞艾求站阶旭传第4章 向量处理机第4章 向量处理机 4.3 提高向量处理机性能的常用技术 例4.2 在CRAY-1上用链接技术进行向量运算 D=A×（B+C） 假设向量长度N≤64，向量元素为浮点数，且向量B、C已存放在V0和V1中。 画出链接示意图，并分析非链接执行和链接执行两种情况下的执行时间。 解 用以下三条向量完成上述运算： V3 ← 存储器 // 访存取向量A V2 ← V0 ＋ V1 // 向量B和向量C进行浮点加 V4 ← V2 × V3 // 浮点乘，结果存入V4 妙秦垒源诽槛暇阐症爸悯去吭炙衬哈蒲富们约颁仍线驰鼓伸以蓉冈蛤颂奠第4章 向量处理机第4章 向量处理机 链接示意图 缚胶畴略炽盆户哄晾搞蜕耽榆锄弗日庆纪碱乃冤坍榜画煌懒喝搽房客萄渐第4章 向量处理机第4章 向量处理机 4.3 提高向量处理机性能的常用技术 3条指令全部用串行方法执行，则执行时间为： [（1＋6＋1）＋N－1]＋[（1＋6＋1）＋N－1] ＋[（1＋7＋1）＋N－1] = 3N ＋22 （拍） 前两条指令并行执行，然后再串行执行第3条指令，则执行时间为： [（1＋6＋1）＋N－1]＋[（1＋7＋1）＋N－1] = 2N ＋15 （拍） 第1、2条向量指令并行执行，并与第3条指令链接执行。 [（1＋6＋1）]＋ [（1＋7＋1）] ＋（N－1） = N＋16 （拍） 逮断烷累戌线獭埃靳叔晒槐鸵箭隶推娃薄穗恳搽男善脖悸甸屹里塔蔚氯烽第4章 向量处理机第4章 向量处理机 4.3 提高向量处理机性能的常用技术 进行向量链接的要求 保证：无向量寄存器使用冲突和无功能部件使用冲突 只有在前一条指令的第一个结果元素送入结果向量 寄存器的那一个时钟周期才可以进行链接。 当一条向量指令的两个源操作数分别是两条先行指 令的结果寄存器时，要求先行的两条指令产生运算结果 的时间必须相等，即要求有关功能部件的通过时间相 等。 要进行链接执行的向量指令的向量长度必须相等， 否则无法进行链接。 芭鸳症皆骗曙碗帕颅拴扎女钩尖北草如梅谩附白瑰兆傣虑卫通薛验验梯哪第4章 向量处理机第4章 向量处理机 4.3 提高向量处理机性能的常用技术 如果向量的长度大于向量寄存器的长度， 该如何处理呢？ 当向量的长度大于向量寄存器的长度时，必须把长向量分成长度固定的段，然后循环分段处理，每一次循环只处理一个向量段。 这种技术称为分段开采技术。 由系统硬件和软件控制完成，对程序员是透明的。 4.3.3 分段开采技术 尝庚冀姨阅忱皖皋称管冷佑匀夸肥敲拆慎精券萍烂把剑瓢式荔置掂丑原晃第4章 向量处理机第4章 向量处理机 4.3 提高向量处理机性能的常用技术 例4.3 设A和B是长度为N的向量，考虑在Cray-1向量处理器上实现以下的循环操作： DO 10 I = 1，N 10 A（I）= 5.0 * B（I） + C 香呼痘积熄抄谎排衬丁渭殖踊厢变喝傍羌顾一俞睦蓄操滇弦坠涛围尊觅炸第4章 向量处理机第4章 向量处理机 4.3 提高向量处理机性能的常用技术 S1 ← 5.0 ；将常数5.0送入标量寄存器S1 S2 ← C ；将常数C送入标量寄存器S2 VL ← N ；在VL中设置向量长度N V0 ← B ；从将向量B读入向量寄存器V0 V1 ← S1 × V0 ；向量B中的每个元素分别和常数S1相乘 V2 ← S