计算机体系结构中的向量访问存储方案是什么?


向量操作数在主存和向量寄存器之间的流动通常通过各种访问路径进行流水线处理。在本节中,我们将指定向量操作数,并描述来自交叉存储模块的三个向量访问方案,允许重叠的内存访问。

向量操作数规范 - 向量操作数可以具有任意长度。向量元素并非一定保存在连续的内存区域中。例如,矩阵中的条目可以按行优先存储或按列优先存储。矩阵的每一行、每一列或对角线都可以用作向量。

当行元素以单位步长存储在连续位置时,列元素必须以n步长存储,其中n是矩阵阶数。同样,对角线元素也以n+1步长分开。

要访问内存中的向量,必须指定其基地址、步长和长度。由于每个向量寄存器都具有固定数量的组件寄存器,因此只能在固定数量的周期内将向量的片段加载到向量寄存器中。长向量必须分段并一次处理一个段。

C-访问内存组织 - m路低位交叉存储结构允许同时访问m个内存字,形成重叠结构。这种并发访问被称为C-访问。

各个内存模块中的访问周期是交错的。低位选择模块,高6位选择每个模块内的字,其中7n = 2°,a + b = n是地址长度。

S-访问内存组织 - 可以重新排列低位交叉存储以实现同时访问或S-访问。在这种方法中,所有内存模块都以同步方式同时创建。

C/S-访问内存组织 - 将C-访问和S-访问组合在一起的内存组织称为C/S-访问。此方案中,n个访问总线与连接到每个总线的m个交叉存储模块一起使用。

每个总线上的m个模块都是m路交叉的,以实现C-访问。n个总线并行工作以实现S-访问。在每个内存周期中,如果n个总线都与流水线内存访问一起使用,则最多可以提取m·n个字。

C/S访问内存适用于向量多处理器配置。它提供对具有高带宽的向量数据集的并行流水线访问。每个处理器都需要一个特定的向量缓存设计,以保持内存和多个向量处理器之间的数据平滑移动。

更新于:2021年7月30日

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