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2019. 7. 8

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Academic year: 2021

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(1)

Ibaraki Univ. Dept of Electrical & Electronic Eng.

Keiichi MIYAJIMA

2019. 7. 8

(2)

演算アーキテクチャ

-ALU

アーキテクチャ

-

(3)

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

(4)

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

(5)

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

(6)

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

(7)

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)

(8)

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

(9)

ALU

のハードウェア構成（演算機構成）

積和演算複合構成

(10)

演算の高速化手法 演算パイプライン

(11)

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

日本（企業）の独自技術ではある・・・

スーパーコンピュータ向け

(12)

本日のまとめ

• ALU

の構成部品

•

バスの構成

• ALU

の構成

演算アーキテクチャー

-ALU

アーキテクチャ

-

演算の高速化手法

•

演算パイプライン処理

(13)

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。

参照

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