第三章存储系统-Welcometonginx!.pptVIP

假设：把向量数据元素送往向量功能部件以及把结果存入向量寄存器需要一拍时间，从存储器中把数据送入访存功能部件需要一拍时间。 存储器 A B C V0 V1 V2 V3 1 2 3 4 5 6 访存口 1 2 3 4 5 6 浮点加 1 2 3 4 5 6 7 D V4 浮点乘 1. 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） 2. 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） 3. 第1、2条向量指令并行执行，并与第3条指令链接执行。 从访存开始到把第一个结果元素存入V4所需的拍数（亦称为链接流水线的建立时间）为： [（1＋6＋1）] ＋[（1＋7＋1）] = 17 （拍） 3条指令的执行时间为： [（1＋6＋1）]＋ [（1＋7＋1）] ＋（N－1） = N＋16 （拍） V3 ← A V2 ← V0 + V1 V4 ← V2 * V3 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 1）前一条指令的结果是后一条指令的输入。 2）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。 3）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。 4）只有在前一条指令的第一个结果元素送入到结果向量寄存器的那一个时钟周期才可以进行链接。 例. 以下两条向量指令只能串行执行的是（ ） A. V1 ←存储器??? B. V2 ← V0+V1 V3 ← V1+V2? V5 ← V3*V4 C. V2 ← V0+V1? ??? D. V2 ← V0+V1 ? V5 ← V3+V4?????? V5 ← V2*V3 答案：C 第四章 向量处理机 3. 分段开采技术 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。 例.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） + 1.0 第四章 向量处理机 5.0 * B（I） + 1.0 当N ≤64时，可以用以下指令序列： S1 ← 5.0 ；将常数5.0送入标量寄存器S1 S2 ← 1.0 ；将常数1.0送入标量寄存器S2 VL ← N ；在向量长度寄存器VL中设置向量长度N V0 ← B ；从存储器中将向量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 ← S2 + V1 ；向量V1中的每个元素分别和常数S2相加 A ← V2 ；将计算结果从向量寄存器V2存入存储器的向量A 当N 64时，就需要进行分段开采。 循环次数K ： 余数L： S1 ← 5.0 ；将常数5.0送入标量寄存器S1 S2 ← 1.0 ；将常数1.0送入标量寄存器S2 VL ← L ；在向量长度寄存器VL中设置向量长度L V0 ← B ；从存储器中将向量B[0..L-1]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 ← S2 + V1 ；向量V1中的每个元素分别和常数S2相加 A ← V2 ；将计算结果从向量寄存器V2存入存储器 ；的向量A[0..L-1] 处理余 数部分, 计算L 个元素 第四章 向量处理机 For (I=0 to K-1) { V0 ← B ；从存储器中将向量B[L+I*64..L+I*64+63] ；读入向量寄存器V0 V1 ← S1 * V0