A good example of a pipelined ALU o

A good example of a pipelined ALU organization for vector processing is the vector
facility developed for the IBM 370 architecture and implemented on the high-end
3090 series [PADE88, TUCK87]. This facility is an optional add-on to the basic system but is highly integrated with it. It resembles vector facilities found on supercomputers, such as the Cray family.
The IBM facility makes use of a number of vector registers. Each register is actually a bank of scalar registers. To compute the vector sum the vectors
Aand Bare loaded into two vector registers.The data from these registers are passed
through the ALU as fast as possible, and the results are stored in a third vector register. The computation overlap, and the loading of the input data into the registers in a
block, results in a significant speeding up over an ordinary ALU operation.
ORGANIZATIONThe IBM vector architecture, and similar pipelined vector ALUs,
provides increased performance over loops of scalar arithmetic instructions in
three ways:
• The fixed and predetermined structure of vector data permits housekeeping
instructions inside the loop to be replaced by faster internal (hardware or microcoded) machine operations.
• Data-access and arithmetic operations on several successive vector elements
can proceed concurrently by overlapping such operations in a pipelined design
or by performing multiple-element operations in parallel.
• The use of vector registers for intermediate results avoids additional storage reference.
Figure 17.19 shows the general organization of the vector facility. Although the
vector facility is seen to be a physically separate add-on to the processor, its architecture is an extension of the System/370 architecture and is compatible with it.The vector facility is integrated into the System/370 architecture in the following ways:
• Existing System/370 instructions are used for all scalar operations.
• Arithmetic operations on individual vector elements produce exactly the same
result as do corresponding System/370 scalar instructions. For example, one
design decision concerned the definition of the result in a floating-point
DIVIDE operation. Should the result be exact, as it is for scalar floating-point
division, or should an approximation be allowed that would permit higherspeed implementation but could sometimes introduce an error in one or more
low-order bit positions? The decision was made to uphold complete compatibility with the System/370 architecture at the expense of a minor performance
degradation.
• Vector instructions are interruptible, and their execution can be resumed from
the point of interruption after appropriate action has been taken, in a manner
compatible with the System/370 program-interruption scheme.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ตัวอย่างที่ดีขององค์กรอะลูมิเนียมไปป์ไลน์สำหรับการประมวลผลแบบเวกเตอร์เป็นเวกเตอร์สิ่งอำนวยความสะดวก
พัฒนาสำหรับ IBM 370 สถาปัตยกรรมและการดำเนินการใน high-end
3090 ซีรีส์ [pade88, tuck87] สถานที่นี้เป็นตัวเลือก add-on กับระบบพื้นฐาน แต่อย่างบูรณาการกับมัน มันคล้ายกับสิ่งอำนวยความสะดวกเวกเตอร์ที่พบในซูเปอร์เช่นครอบครัว Cray.
สิ่งอำนวยความสะดวกของไอบีเอ็มทำให้การใช้จำนวนของการลงทะเบียนเวกเตอร์ ลงทะเบียนแต่ละธนาคารเป็นจริงของรีจิสเกลา การคำนวณผลรวมเวกเตอร์เวกเตอร์
aand เปลือยโหลดลงข้อมูลสอง registers.the เวกเตอร์จากการลงทะเบียนเหล่านี้จะถูกส่งผ่าน
ผ่านอะลูมิเนียมให้เร็วที่สุดเท่าที่เป็นไปได้และผลที่จะถูกเก็บไว้ในเวกเตอร์ที่สามลงทะเบียน ที่ทับซ้อนกันการคำนวณ,และการโหลดของข้อมูลที่ป้อนเข้าไปลงทะเบียนในบล็อก
ผลอย่างมีนัยสำคัญในการเร่งขึ้นในช่วงการดำเนินงานอะลูมิเนียมสามัญ.
organizationthe IBM เวกเตอร์และสถาปัตยกรรมที่คล้ายกัน Alus เวกเตอร์ไปป์ไลน์
ให้ประสิทธิภาพการทำงานที่เพิ่มขึ้นในช่วงลูปของคำสั่งทางคณิตศาสตร์สเกลาใน
สามวิธี:
•โครงสร้างคงที่และกำหนดไว้ล่วงหน้าของเวกเตอร์ทำความสะอาดข้อมูลใบอนุญาต
คำแนะนำภายในห่วงจะถูกแทนที่โดยเร็วภายใน (ฮาร์ดแวร์หรือ microcoded) การดำเนินงานเครื่อง.
•การเข้าถึงข้อมูลและการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่หลายองค์ประกอบเวกเตอร์ต่อเนื่อง
สามารถดำเนินการควบคู่กันไปโดยที่ทับซ้อนกันดำเนินการดังกล่าวในการออกแบบ pipelined
หรือโดยการดำเนินการหลายองค์ประกอบ การดำเนินงานในขนาน.
•การใช้งานของการลงทะเบียนเวกเตอร์สำหรับผลกลางเพื่อหลีกเลี่ยงการอ้างอิงการจัดเก็บเพิ่มเติม. รูป
17.19 แสดงให้เห็นถึงองค์กรทั่วไปของสิ่งอำนวยความสะดวกเวกเตอร์ แม้ว่าสิ่งอำนวยความสะดวกเวกเตอร์
เห็นจะแยกทางร่างกาย add-on กับโปรเซสเซอร์สถาปัตยกรรมของมันคือส่วนขยายของ system/370 สถาปัตยกรรมและเข้ากันได้กับมันสิ่งอำนวยความสะดวกเวกเตอร์รวมอยู่ใน system/370 สถาปัตยกรรมในรูปแบบดังต่อไปนี้:
• system/370 ที่มีอยู่คำแนะนำจะใช้สำหรับการดำเนินงานทั้งหมดเกลา
•ดำเนินการเลขคณิตในองค์ประกอบเวกเตอร์แต่ละผลิตว่าผล
เช่นเดียวกับการทำที่สอดคล้อง system/370. คำแนะนำเกลา ตัวอย่างเช่นการตัดสินใจหนึ่งที่ออกแบบ
กังวลนิยามของผลที่ตามมาในจุดลอย-
แบ่งการดำเนินงาน ผลที่ได้ควรจะเป็นที่แน่นอนมันเป็นสำหรับเกลาลอยจุดส่วน
หรือควรประมาณได้รับอนุญาตที่จะอนุญาตให้ดำเนินการ higherspeed แต่บางครั้งสามารถนำข้อผิดพลาดในหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่ง
ต่ำสั่งซื้อตำแหน่ง bit? การตัดสินใจที่จะส่งเสริมการทำงานร่วมกันที่สมบูรณ์แบบด้วยสถาปัตยกรรม system/370 ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานต่ำกว่ามาตรฐานการย่อยสลาย
.
•คำแนะนำเวกเตอร์ interruptible, และการดำเนินการของพวกเขาสามารถกลับมาทำงานต่อจากจุด
จากการหยุดชะงักหลังจากที่ดำเนินการที่เหมาะสมได้รับการดำเนินการในลักษณะที่เข้ากันได้กับ
system/370 โครงการโปรแกรมการหยุดชะงัก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ตัวอย่างที่ดีขององค์กรที่เสริมอะลูมิเนียม pipelined สำหรับการประมวลผลเวกเตอร์เป็นเวกเตอร์
พัฒนาสถาปัตยกรรม IBM 370 และนำมาใช้บนส่วนสูง
ชุด 3090 [PADE88, TUCK87] สิ่งอำนวยความสะดวกนี้เป็น add-on เสริมระบบพื้นฐาน แต่สูงรวมกับ มันคล้ายกับสิ่งอำนวยความสะดวกแบบเวกเตอร์ที่พบบน supercomputers เช่นครอบครัว Cray
สิ่งอำนวยความสะดวก IBM ทำให้ใช้หมายเลขทะเบียนเวกเตอร์ ลงทะเบียนแต่ละธนาคารจริงของทะเบียนสเกลาได้ การคำนวณ เวกเตอร์รวมเวกเตอร์
Aand จำนวนเล็กน้อยให้สองเวกเตอร์ทะเบียนข้อมูลจากทะเบียนเหล่านี้จะถูกส่งผ่าน
ผ่านเที่ยว ALU เป็นอย่างรวดเร็วสุด และผลลัพธ์ จะถูกเก็บในเวกเตอร์สาม ลงทะเบียน คำนวณซ้อน และโหลดข้อมูลการป้อนข้อมูลลงทะเบียนในการ
บล็อก ผลสำคัญเพิ่มขึ้นกว่าตัวธรรมดาเสริมอะลูมิเนียมดำเนินการ
ORGANIZATIONThe IBM เวกเตอร์สถาปัตยกรรม และแบบเวกเตอร์ pipelined คล้าย ALUs,
มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นการวนรอบของคำสั่งทางคณิตศาสตร์สเกลาใน
สามวิธี:
•โครงสร้างถาวร และกำหนดไว้ของเวกเตอร์ข้อมูลอนุญาตให้ทำความสะอาด
คำสั่งภายในลูปถูกแทนที่ โดยเร็วภายใน (ฮาร์ดแวร์หรือ microcoded) เครื่องดำเนินการ
•เข้าถึงข้อมูลและการดำเนินการทางคณิตศาสตร์หลายต่อเวกเตอร์องค์ประกอบ
สามารถดำเนินการพร้อม ด้วยการทับซ้อนการดำเนินงานดังกล่าวในแบบ pipelined
หรือ โดยการดำเนินการหลายองค์ประกอบควบคู่กันได้
ลงทะเบียนการใช้เวกเตอร์สำหรับผลกลาง•หลีกเลี่ยงการเก็บข้อมูลเพิ่มเติมอ้างอิง
รูป 17.19 แสดงองค์กรทั่วไปของสินเชื่อแบบเวกเตอร์ แม้ว่าการ
เวกเตอร์สิ่งอำนวยความสะดวกจะเห็นเป็น add-on ทางกายภาพแยกต่างหากกับตัวประมวลผล สถาปัตยกรรมเป็นส่วนขยายของสถาปัตยกรรม ระบบ/370 และเข้ากันได้กับสิ่งอำนวยความสะดวกแบบเวกเตอร์รวมสถาปัตยกรรม ระบบ/370 ดังนี้:
•ระบบอยู่ 370 คำแนะนำใช้สำหรับทั้งหมดสเกลาดำเนินการ
•ดำเนินการทางคณิตศาสตร์ในแต่ละเวกเตอร์องค์ประกอบผลิตตรงเหมือนกัน
ผลได้สอดคล้อง ระบบ/370 สเกลาคำแนะนำ ตัวอย่าง หนึ่ง
ออกแบบตัดสินใจเกี่ยวข้องคำจำกัดความของผลลัพธ์ในการทศนิยม
แบ่งการดำเนินงาน ผลควรแน่นอน มันเป็นสเกลาลอยจุด
หาร หรือควรประมาณความสามารถที่จะอนุญาตให้ใช้ higherspeed แต่บางครั้งอาจแนะนำข้อผิดพลาดหรือเพิ่มเติม
ตำแหน่งบิตต่ำสั่ง การตัดสินใจทำการธำรงความเข้ากันได้สมบูรณ์กับสถาปัตยกรรม ระบบ/370 ค่าใช้จ่ายประสิทธิภาพรอง
ย่อยสลาย
•แนะนำเวกเตอร์จะ interruptible และการดำเนินการของพวกเขาสามารถดำเนินต่อจาก
จุดหยุดชะงักหลังจากที่การดำเนินการที่เหมาะสมนำ ลักษณะ
เข้ากันได้กับโครงร่าง ระบบ/370 โปรแกรมหยุดชะงัก

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ตัวอย่างที่ดีขององค์กร Alu Hyper Pipelined สำหรับการประมวลผลเวกเตอร์คือส่วนอำนวยความสะดวกด้านเวกเตอร์
ที่ได้รับการพัฒนาขึ้นมาสำหรับ 370 สถาปัตยกรรม IBM และนำมาปรับใช้บน Series 3090
ซึ่งจะช่วยระดับสูงที่[ pade จำนวน 8.8 หมื่นพับ 87 ] ส่วนอำนวยความสะดวกด้านนี้เป็นตัวเลือกเพิ่ม - อยู่ในระบบขั้นพื้นฐานแต่มีแบบอินทิเกรตพร้อมด้วยมันเป็นอย่างสูง ชวนให้ระลึกถึงสิ่งอำนวยความสะดวกด้านเวกเตอร์พบในซูเปอร์คอมพิวเตอร์เช่นครอบครัว cray .
ส่วนอำนวยความสะดวกด้าน IBM ที่ทำให้การใช้หมายเลขหนึ่งของปัจจัยบันทึก ลงทะเบียนแต่ละธนาคารที่เป็นจริงของรูลแซ็กคารินซอสรีจิสเตอร์ ในการคำนวณเวกเตอร์ที่จำนวนเงินปัจจัยสำหรับความสะดวกที่คลอดบุตร
aand โหลดเข้าสู่สอง Initialization Vector register .ข้อมูลจากเหล่านี้ registers ได้ผ่าน
ซึ่งจะช่วยผ่าน Alu เร็วที่สุดเท่าที่ทำได้และผลที่ได้จะถูกจัดเก็บไว้ในทะเบียนเวกเตอร์ที่สาม สองส่วนทับซ้อนกันพอดีมารวมกันได้และที่ทำการโหลดของที่ป้อนข้อมูลลงในบันทึกใน
ซึ่งจะช่วยบล็อก,ผลในที่มีความสำคัญยิ่งเพิ่มความรวดเร็วขึ้นกว่าธรรมดา Alu การทำงาน.
organizationthe IBM เวกเตอร์สถาปัตยกรรมและความเหมือน Hyper Pipelined เวกเตอร์ Alu ,
จะช่วยเพิ่ม ประสิทธิภาพ การทำงานมากกว่ากราวนด์ลูปของรูลแซ็กคารินซอสเลขในคำแนะนำใน
สามวิธี:
•ที่กำหนดและกำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งโครงสร้างของเวกเตอร์ข้อมูลอนุญาตให้ทำความสะอาด
คำแนะนำในการต่อพ่วงจะถูกแทนที่ด้วยความรวดเร็ว ภายใน (ฮาร์ดแวร์หรือ microcoded )เครื่องการดำเนินงาน. n •การเข้าถึงข้อมูลและตัวเลขการดำเนินงานอย่างต่อเนื่องในหลายองค์ประกอบหรือ
จะสามารถดำเนินการได้พร้อมกันโดยทับซ้อนกันเช่นการทำงานในการออกแบบ Hyper Pipelined
หรือโดยการทำหลายส่วนการทำงานในการทำงานแบบคู่ขนาน.
•การใช้เวกเตอร์รีจิสเตอร์สำหรับผลการกลางเพื่อหลีกเลี่ยงการอ้างอิงการจัดเก็บข้อมูลเพิ่มเติม.
รูปที่ 17.19 แสดงองค์กรโดยทั่วไปของส่วนอำนวยความสะดวกด้านที่ Initialization Vector ส่วนอำนวยความสะดวกด้าน
Initialization Vector แม้ว่าจะได้มีการพบเห็นเป็นแบบแยกพื้นที่ทาง กายภาพ Add - on ที่ให้กับโปรเซสเซอร์สถาปัตยกรรมที่ได้รับการขยายเวลาของสถาปัตยกรรมระบบ/ 370 ที่ใช้งานร่วมกันได้กับเรื่องนี้มีส่วนอำนวยความสะดวกด้านที่ Initialization Vector แบบอินทิเกรตเข้าไปในระบบ/ 370 สถาปัตยกรรมในที่ต่อไปนี้:วิธี:
•ที่มีอยู่ระบบ/ 370 คำแนะนำจะใช้สำหรับการดำเนินงานทั้งหมดรูลแซ็กคารินซอส.
•เลขในการทำงานในแบบเฉพาะรายหรือส่วนประกอบให้เหมือนกับ
ซึ่งจะช่วยส่งผลให้เป็นระบบที่เกี่ยวข้องหรือไม่?/ 370 รูลแซ็กคารินซอสคำแนะนำ. ตัวอย่างเช่นการตัดสินใจหนึ่ง
การออกแบบเกี่ยวข้อง High Definition ของผลที่ได้ลงในน้ำ - จุด
ตามมาตรฐานที่แบ่งการทำงาน จะมีผลให้ได้เป็นที่แน่นอนว่าเป็นสำหรับใช้ในกำหนดการแบ่ง Floating - point
รูลแซ็กคารินซอสหรือควรจะจัดให้ใกล้เคียงที่ได้รับอนุญาตให้ว่าจะอนุญาตให้การนำไปใช้งาน higherspeed แต่จะแนะนำข้อผิดพลาดในหนึ่งหรือมากกว่า
ตำแหน่งบิตต่ำ - การสั่งซื้อในบางครั้ง การตัดสินใจที่จะทำให้ดำรงไว้ซึ่งความเข้ากันได้กับสมบรูณ์แบบพร้อมด้วยสถาปัตยกรรมระบบ/ 370 ได้โดยชำระค่าใช้จ่ายด้วยของ ประสิทธิภาพ การทำงานเล็กน้อย
ซึ่งจะช่วยการเสื่อม สภาพ .
•ชุดคำสั่งหรือมี interruptible และการดำเนินการจะได้รับกลับมาให้บริการต่อจากจุด
ซึ่งจะช่วยให้มีการขัดจังหวะหลังจากการดำเนินการที่เหมาะสมมีการดำเนินการในลักษณะที่
สามารถใช้งานร่วมกับระบบ/ 370 โครงสร้างโปรแกรม - การขัดจังหวะการ.