20世紀の名著名論：James E..Thornton : Parallel Operation in the Control Data 6600

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(1)20 世紀の名著名論 James E. Thornton: Parallel Operation in the Control Data 6600 0ROC!&)03&ALL*OINT#OMPUTER#ONFERENCE

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(3) 0ART))

(4) 6ERY(IGH3PEED#OMPUTER3YSTEMS

(5) PP （） #ONTROL$ATA 社が年に発表した #$#. ☆. は，. 最初のスーパーコンピュータとして以後のコンピュータアーキテクチャに決定的な影響を与えた（図 -1）．有名 ☆. な，)"- 社の 4*7ATSON*R が研究所へ宛てた手紙. は，. #$# が与えたインパクトの大きさを示すものである．今回のテーマである *%4HORNTON の論文は，3EYMOUR #RAY と #$# の共同設計者であった 4HORNTON が， #$# の並列実行方式について述べたものである．本論文は，（）#05 における複数命令の同時実行と，それを管理するための基本方式のつである，「スコアボード」方式，（）レジスタにより，演算とメモリ操作を分離し，メモリにより )/ 操作を分離する 2)3# アーキテクチャの原型，および（）)/ プロセッサにおけるマルチスレッド・アーキテクチャを提案し，メカニズムを述べた．スコアボード方式は，複数の演算ユニットをパイプラ図 #$# 外観. イン計算機で有効に利用するため，各演算ユニットの状態，演算ユニット間の依存関係，レジスタの書き込み状況をスコアボードと命名された集中的管理テーブルを用いて管理する方式である．スコアボードを用いることにより，#$# では演算ユニット等の資源の競合とレジスタへの書き込み競合がない限り，命令列をスコアボード（命令ウィンドウに対応）に取り込み，スコアボード内の命令の実行順序を動的に変更して高速化が可能となる．書き込み競合に対する制限は，後にレジスタリネーミングと併用することにより解消されている．#$# における命令レベル並列性は，クロックで命令しか発行できない制限下で実現されるが，クロックで命令以上発行するスーパースカラ実行方式と本質的な差異はない． #$# では，レジスタオペランドを個持つ演算命令と，,OAD3TORE 命令により，メモリ操作と演算操作をレジスタを介して分離することにより，メモリ操作と演算の高度な並行実行を可能にするとともに，個のフィールドに分かれた固定長で単純な構成の命令フォーマットにより高速なハードワイヤード命令制御を実現した．現在の #05 アーキテクチャの分類法から見ると， #$# は 2)3# アーキテクチャの原型を提示している． #$# の )/ プロセッサは，スレッド数固定のマ. とならび最も早期のものである．)/ プロセッサと接続される )/ デバイスの速度ギャップを埋め，)/ プロセッサのハードウェア資源を有効に活用するため，個の )/ スレッドをラウンドロビン的に順次実行する．上記提案は，今日の高性能 #05 の基本構造をかたち作り，これらにキャッシュメモリ，分岐予測，レジスタリネーミング（またはリザベーションステーション），仮想記憶が付加される．その意味で，コンピュータアー ☆. キテクチャ分野で最も初期の必読文献であり. ，また，. 画期的に新しいアーキテクチャの提案の意義を見ることができる数少ない論文と私は考えている．なお，4HORNTON は年に“3COREBOARD” 等の業績に対して !#- の %CKERT -AUCHLY 賞を受賞しました． ☆ . #$# は，個の演算ユニットが並列に動作した．ピーク演算性能が約 -&,/03

(6) ,).0!#+（.）で -&,/03 の性能であり，年の #$# の登場まで，世界最速の計算機であった． ☆ )"- 社の 4*7ATSON*R が研究所幹部へ送った手紙．総勢人（うち，博士人）の #$# 社に，世界最速のコンピュータの座を明け渡したことに対し，)"- 社の研究所に改革を求めたもの． ☆ リプリントが，2EADINGSIN#OMPUTER!RCHITECTURE

(7) ED-$(ILLS

(8) .0*OUPPI AND '33OHI -ORGAN +AUFMANN 0UBLISHERS

(9) PP

(10) （）．として入手可能である．. ルチスレッド・アーキテクチャとして (ONEYWELL( . （平成年月日受付）. 平木敬／東京大学大学院情報理工学系研究科 HIRAKI ISSU TOKYOACJP. . 巻号情報処理年月. −1−.

(11) −2−.

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