2011. 7.11
Ibaraki Univ. Dept of Electrical & Electronic Eng.
Keiichi MIYAJIMA
演算アーキテクチャ
-ALUアーキテクチャ-
ALUアーキテクチャ
ALUを構成するハードウェア部品
①固定小数点数加減算器
②固定小数点数乗算器
③固定小数点数除算器
④浮動小数点数加減算器
⑤浮動小数点数乗算器
⑥浮動小数点数除算器
⑦論理演算器
⑧シフタ
⑨ロード/ストア機構 など
ALUのハードウェア構成(データバス)
単一データバス
1入力1出力・2データバス
ALUのハードウェア構成(データバス)
1入力Ⅰ入出力・2データバス
2入力1出力・3データバス
ALUのハードウェア構成(演算機構成)
直列演算器構成
•高機能算術演算機能の実現
•演算パイプラインの基本構成
ALUのハードウェア構成(演算機構成)
並列演算器構成
各演算器は並列(同時)に実行可能
発展形として
①SIMD(Single Instruction Multiple Data stream)
②MIMD(Multiple Instruction Multiple Data stream)
ALUのハードウェア構成(演算機構成)
並列演算器構成によるSIMDの例
ALUのハードウェア構成(演算機構成)
積和演算複合構成
演算の高速化手法
演算パイプライン
演算の高速化手法
演算パイプライン
・ベクトルコンピュータ
演算パイプライン処理可能なコンピュータ
直列演算機構成によって設計
スーパーコンピュータ向け
日本(企業)の独自技術ではあるが・・・
本日のまとめ
演算アーキテクチャー
-ALUアーキテクチャ• ALUの構成部品
• バスの構成
• ALUの構成
演算の高速化手法
• 演算パイプライン処理
本日の課題
1.演算機能におけるハードウェア/ソフトウェア・
トレードオフについて、乗除算器を具体例にとって
説明せよ。
2.演算装置のハードウェア構成法について、特に
演算器とデータバスとの組み合わせに焦点を当て
て列挙し、各方式の長所と短所についてハード
ウェア/ソフトウェア・トレードオフの観点から比較
して述べよ。
3.アーキテクチャ上の工夫によって演算を高速化
する手法について具体的に述べよ。
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