【手続補正書】
【提出日】平成28年6月3日(2016.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベクトルに関する演算を実行するためのベクトル命令ストリームを処理するためのデータ処理装置であって、前記ベクトルはそれぞれ複数のデータ要素を含み、前記データ処理装置は、
処理される前記ベクトルを記憶するための複数のレジスタを備えるレジスタ・バンクと、
前記ベクトル命令ストリームを処理するためのパイプライン化プロセッサとを備え、
前記パイプライン化プロセッサは、前記ベクトル命令ストリームによって処理され、前記複数のレジスタ内に記憶される前記ベクトルのためのデータ依存性を検出し、且つレジスタ・データ・ハザードが生じないように前記ベクトル命令のための実行のタイミングに関する制約を決定するように構成され、前記レジスタ・データ・ハザードは、前記命令ストリーム内で後に生じるアクセスが、前記命令ストリーム内で先に生じるアクセスが完了する前に開始するように、少なくとも一方が書込みである、同じレジスタへの２つのアクセスが、前記命令ストリームの順序と異なる順序において生じる場合に生じ、
前記パイプライン化プロセッサはデータ要素ハザード判断回路を備え、前記データ要素ハザード判断回路は、データ依存性が識別されたベクトル内の前記データ要素の少なくとも幾つかに関して、前記データ要素の前記少なくとも幾つかの場合にそれぞれ、前記ベクトルに対して識別された前記データ依存性があるか否かを判断し、依存性がない場合には、前記データ要素を処理する命令のための実行のタイミングに関する前記決定された制約を緩和するように構成される、データ処理装置。
【請求項２】
所定のアクセス順序においてベクトル内のデータ要素にアクセスするように構成され、前記データ要素ハザード判断回路は、ベクトル命令に応答してベクトル内で少なくとも１つのデータ要素が更新されることになるとき、前記ベクトル内の前記所定のアクセス順序における後続のデータ要素が、変更される場合があり、破棄することができる値を現在含むことを判断し、且つ前記後続のデータ要素のうちの少なくとも１つを更新する少なくとも１つの更なるベクトル命令に応答して、少なくとも１つの演算を、前記データ要素を更新する前記演算に対して任意の順序において実行できることを実行回路に知らせるように構成される、請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記ベクトルは複数の区画に分割され、各区画は少なくとも１つのデータ要素を含み、前記区画は複数のデータ要素を含み、前記複数のデータ要素は隣接するデータ要素であり、前記データ処理装置は、所定のアクセス順序においてベクトル内の前記区画にアクセスするように構成される、請求項２に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
前記データ要素ハザード判断回路は状態機械を含み、前記状態機械は、命令によってベクトルがアクセスされるのに応じて、前記ベクトル内のデータ要素によって記憶される値の状態を指示し、前記状態は、前記データ要素が、保存されることになるデータ値を記憶しているか、破棄できるデータ値を記憶しているかを指示する、請求項１から３のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
前記データ要素ハザード判断回路は状態機械を含み、前記状態機械は、命令によってベクトルがアクセスされるのに応じて、前記ベクトル内のデータ要素によって記憶される値の状態を指示し、前記状態は、前記データ要素が、保存されることになるデータ値を記憶しているか、破棄できるデータ値を記憶しているかを指示し、
前記状態機械は３つの状態、すなわち、全てのデータ要素が保存されることになるデータ値を含むことを指示する未知状態と、前記ベクトル命令によって現在アクセスされている前記現在の区画に後続する全てのデータ要素を破棄することができ、他の全てのデータ要素が保存されることになることを指示するアクセス現在状態と、前記現在の区画内の全てのデータ要素と、後続の全てのデータ要素とを破棄することができ、全ての先行するデータ要素が保存されることになるデータ値を有することを指示する先行区画アクセス状態とを含む、請求項３、又は請求項３に従属するときの請求項４に記載のデータ処理装置。
【請求項６】
前記命令が前記区画のうちのいずれに関して演算することになるかを制御するための複数のベクトル制御レジスタと、前記複数のベクトル制御レジスタのうちのいずれが現在の区画を指示しているかを指示する値を記憶するための記憶装置とを備え、前記記憶された値から、次の区画を指示する前記ベクトル制御レジスタのうちの１つが、先行する区画を指示した前記ベクトル制御レジスタと異なることを検出するのに応答して、前記状態機械は未知状態に切り替えられる、請求項５に記載のデータ処理装置。
【請求項７】
前記先行区画アクセス状態は、前記データ要素ハザード判断回路に、前記現在の区画におけるベクトル演算及び先行する区画における前記ベクトル演算が任意の順序において実行できることを指示する、請求項５又は６に記載のデータ処理装置。
【請求項８】
前記ベクトル命令ストリームによって処理される前記ベクトルのためのデータ依存性を検出するように構成される前記回路は、前記データ依存性を判断するときに、データ依存性がないことを指示する、前記ベクトル命令に関連付けられる注釈に応答する、請求項１から７のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項９】
前記ベクトル命令内のレジスタ識別子によって識別されたレジスタを前記レジスタ・バンク内の前記複数のレジスタのうちの１つとマッピングするためのレジスタ・リネーミング回路を更に備え、
前記データ要素ハザード判断回路が、ベクトル命令に応答してベクトル内の少なくとも１つのデータ要素が更新されることになると判断し、且つ前記ベクトル内の前記所定のアクセス順序における後続のデータ要素が、変更される場合があり、破棄することができる値を現在含むと判断するのに応答して、前記パイプライン化プロセッサは、前記ベクトル命令内の前記レジスタ識別子によって識別された前記レジスタに現在マッピングされている前記レジスタを更新するように構成される、請求項２、又は請求項２に従属するときの請求項３から８のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項１０】
前記パイプライン化プロセッサは、アクセスの順序においてベクトルの第１のデータ要素が更新されることになる時点を判断し、前記ベクトルを任意の現在未使用のレジスタに書き込むことができることを指示する信号を送信するための付加回路を備える、請求項９に記載のデータ処理装置。
【請求項１１】
前記付加回路は、未知状態を指示する第１の状態と、アクセスされることになる前記ベクトルの第１の要素が更新されることを指示する少なくとも１つの更なる状態とを有する第１の要素状態機械を含む、請求項１０に記載のデータ処理装置。
【請求項１２】
ベクトル内のデータ要素ごとに、前記データ要素が現在、保存されるべきであるデータ値を記憶しているか、破棄できるデータ値を記憶しているかを指示する指示を与える指示子を記憶するためのデータ記憶装置を更に備え、前記要素データハザード判断回路は前記指示子記憶装置を更新するように構成される、請求項１から１１のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項１３】
ベクトル・レジスタ要素を読み出す命令に応答して、破棄することができるデータ値を記憶するとマークされた区画内のデータ要素ごとに、前記データ要素内に現在記憶されている値の代わりに、所定の値を記憶するように構成される、請求項１２に記載のデータ処理装置。
【請求項１４】
前記パイプライン化プロセッサは、前記ベクトル命令を発行し、実行するための発行回路及び実行回路を備え、前記発行回路は前記データ要素ハザード検出回路を備える、請求項１から１３のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項１５】
同期回路を備え、前記同期回路は前記実行回路によって現在処理されているデータ要素の状態を定期的に判断し、前記状態情報を前記発行回路に送信するように構成される、請求項１４に記載のデータ処理装置。
【請求項１６】
前記ベクトルはベクトル演算によって演算されることになるデータ要素を識別するように構成されるベクトル・マスクを備え、前記データ要素ハザード判断回路は、前記ベクトル・マスクから、前記データ要素の前記少なくとも幾つかの場合にそれぞれ、前記ベクトルに関して識別された前記データ依存性があるか否かを判断し、依存性がない場合には、前記データ要素を処理する命令のための実行のタイミングに関する前記決定された制約を緩和するように構成される、請求項１から１５のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項１７】
前記ベクトルは、ベクトル演算によって演算されることになるベクトル区画内のデータ要素を識別するように構成される、前記ベクトルに関連付けられるベクトル・マスクを有し、前記データ処理装置は、ベクトル・マスクの制御下でベクトル区画に関する１つの演算を実行し、前記ベクトル・マスクの反転の制御下で前記ベクトル区画に関する更なる演算を実行するように構成され、前記状態機械は、前記ベクトル命令によって現在アクセスされている前記現在の区画に後続する全てのデータ要素と、前記データ区画内の前記マスクされたデータ要素とを破棄することができ、全ての他のデータ要素が保存されることを指示する、マスクアクセス現在状態を含む少なくとも１つの更なる状態を含む、請求項５、又は請求項５に従属するときの請求項６から１５のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
【請求項１８】
データ処理装置内のベクトルに関する演算を実行するためのベクトル命令ストリームを処理する方法であって、前記ベクトルはそれぞれ複数のデータ要素を含み、前記データ処理装置内にレジスタに記憶される方法において、
前記ベクトル命令ストリームによって処理され、前記複数のレジスタ内に記憶される前記ベクトルのためのデータ依存性を検出することであって、レジスタ・データ・ハザードが生じないように、前記ベクトル命令のための実行のタイミングに関する制約を決定し、前記レジスタ・データ・ハザードは、前記命令ストリーム内で後に生じるアクセスが、前記命令ストリーム内で先に生じるアクセスが完了する前に開始するように、少なくとも一方が書込みである、同じレジスタへの２つのアクセスが、前記命令ストリームの順序と異なる順序において生じる場合に生じる、検出することと、
データ依存性が識別されたベクトル内の前記データ要素の少なくとも幾つかに関して、前記データ要素の前記少なくとも幾つかの場合にそれぞれ、前記ベクトルに対して識別された前記データ依存性があるか否かを判断することと、依存性がない場合には、
前記データ要素を処理する命令のための実行のタイミングに関する前記決定された制約を緩和することとを含む、方法。
【請求項１９】
所定のアクセス順序においてベクトル内のデータ要素にアクセスするように構成され、実行のタイミングに関する前記決定された制約を緩和する前記ステップは、
ベクトル命令に応答してベクトル内の少なくとも１つのデータ要素が更新されることになるときに、前記ベクトル内の前記所定のアクセス順序における後続のデータ要素が、変更される場合があり、破棄できるデータ値を現在含むことを判断することと、
前記後続のデータ要素のうちの少なくとも１つを更新する少なくとも１つの更なるベクトル命令に応答して、少なくとも１つの演算を、前記データ要素を更新する前記演算に対して任意の順序において実行できることを実行回路に知らせることとを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
コンピュータ・プログラムを変換する方法であって、前記コンピュータ・プログラムはベクトルに関する演算を実行するための複数のベクトル命令を含み、前記ベクトルはそれぞれ複数のデータ要素を含み、前記変換する方法は、
前記複数のベクトル命令を解析することと、
前記複数のベクトル命令によって処理される前記ベクトルのためのデータ依存性を検出することであって、レジスタ・データ・ハザードが生じないように、前記ベクトル命令のための実行のタイミングに関する制約を決定し、前記レジスタ・データ・ハザードは、前記命令ストリーム内で後に生じるアクセスが、前記命令ストリーム内で先に生じるアクセスが完了する前に開始するように、少なくとも一方が書込みである、同じレジスタへの２つのアクセスが、前記命令ストリームの順序と異なる順序において生じる場合に生じる、検出することと、
データ依存性が識別されたベクトル内の前記データ要素の少なくとも幾つかに関して、前記データ要素の前記少なくとも幾つかの場合にそれぞれ、前記ベクトルに対して識別された前記データ依存性があるか否かを判断することと、依存性がない場合には、
前記データ要素を処理する命令のための実行のタイミングに関する前記決定された制約を緩和することと、
前記コンピュータ・プログラムをデータ処理システム上で実行するのに適したコードに変換することとを含む、コンピュータ・プログラムを変換する方法。
【請求項２１】
コンピュータ上で実行されるときに、請求項２０に記載の方法のステップを実行するように前記コンピュータを制御するコンピュータ・プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
この状態機械に加えて、更なる状態機械（図１４の１９）が幾つかの最適化にとって役に立つ場合がある。この更なる状態機械を用いて、更新されることになる第１のデータ要素を追跡することができ、この状態機械を用いて、レジスタ・リネーミングが適している場合、及び適していない場合を判断することができる。したがって、図６から明らかであるように、その状態は未知ＶＰＵＮ状態として開始する。ＶＰＣＬＲ演算を受信すると、状態がＶＰＺＥＲＯに移動し、それは初期区画の前であり、要素は有効ではない。ＶＰＮＸＴは状態を第１の区画に移動し、これは、レジスタ・リネーミングが実行されるべきであるか否かを判断する際に重要である。本発明の実施例では、状態がＶＰＦＩＲＳＴと識別されるときに、宛先レジスタに対してレジスタ・リネーミングが実施される。同じ状態機械１９及びＷＰ状態によって識別される同じ宛先レジスタに関する任意の後続の演算では、レジスタ・リネーミングを抑止されるべきである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
図７は、図４の状態機械１７及び１９の例示的なコードシーケンス及び対応する状態を示す。したがって、この場合、いずれの状態機械も未知状態において開始し、状態機械１９は、ＶＰＣＬＲ命令に応答してＶＰＺＥＲＯ状態に移行し、ＶＰＮＸＴ命令に応答してＶＰＦＩＲＳＴに移行し、この時点で、宛先レジスタはレジスタ・リネーミング回路を用いてリネームされる。状態機械１７は、第１の区画においてベクトル演算ＶＡＤＤが実行されるまで、未知状態にとどまり、ＶＡＤＤが実行されると、現在の区画への書込み状態又はＷＣ状態に入る。この時点で、状態機械１９は、未知状態に入る。次の区画を指示するＶＰＮＸＴＶ５命令に応答して、状態機械１７は、ＷＰ状態に入り、次の演算を最適化し、先行する演算と並列に実行することができ、この演算の場合のレジスタ・リネーミングは抑止され、同じレジスタに書き込まれるようになる。