1.- Máquinas Vectoriales

Las Limitaciones de la Segmentación son la Duración del Ciclo y la Velocidad en la Búsqueda y Decodificación de la Instrucción.

- Maquinas Vectoriales: Operaciones de Alto Nivel que trabajan sobre Vectores.

- Operaciones Vectoriales:

• Calculo de cada resultado independientemente de los cálculos de las anteriores.
• Una simple Instrucción Vectorial equivale a ejecutar un bucle completo.
• Las Instrucciones Vectoriales de Acceso a Memoria tiene un patrón conocido.
• Los Riesgos de Control que podrían surgir del salto del bucle son inexistentes.

2.- Arquitectura Vectorial Básica

Un Máquina Vectorial consta de una Unidad Escalar Segmentada y una Unidad Vectorial.

- Tipos Principales de Arquitecturas Vectoriales:

• Máquina Vectorial con Registros: Todas las operaciones vectoriales operan con vectores almacenados en registros.
  Arquitectura Escalar de Carga / Almacenamiento.



• Máquina Vectorial Memoria-Memoria: Todas los operaciones vectoriales son de Memoria a Memoria.

- Componentes:

• Registros Vectoriales: Cada registro vectorial es un banco de longitud fija que contiene un solo vector. Mínimo 2 accesos de Lectura y 1 Acceso de Escritura.
  8 Registros Vectoriales con 64 Dobles Palabras.



• Unidades Funciones Vectoriales: Cada unidad está completamente segmentada y puede comenzar una operación nueva en cada ciclo de reloj.



• Unidad de Carga / Almacenamiento de Vectores: En o desde memoria; completamente segmentadas, por ciclo de reloj. L / E 1 palabra.



• Conjunto de Registros Escalares: 32 Registros Normales de Propósito General y 32 Registros de Punto Flotante. Vector-Escalar y Escalar-Escalar.

Tiempo de Arranque: Tiempo en Ejecutar la 1ª Instrucción (Depende de la Latencia de las Etapas o Segmentos de la Operación).

Tiempo de Iniciación: Tiempo que tarda una vez Ejecutada la 1ª Instrucción en dar Otro Resultado.

• No Involucran Accesos a Memoria. Para Operaciones Reg-Reg el Tiempo de Arranque (ciclos) es igual al número de Etapas de la Unidad Funcional, ya que éste es el tiempo para obtener el primer resultado.

3.- Longitud del Segmento y Separación entre Elementos

Control de la Longitud del Vector:
- Longitud Máxima del Vector (VML): Número en un vector (Constante).
- Registro de Longitud Vectorial (VLR): Especifica el numero de elementos vector (Variable).

Separación entre Elementos de un Vector:
La Posición en Memoria de los Elementos Adyacentes de un vector No es Secuencial.
Conflicto del Banco de Memoria con un Retardo en Acceso a Memoria => Petición al mismo banco que realice un acceso antes que se haya completado otro.

4.- Modelo sencillo para el Rendimiento Vectorial

Tiempo Total de Ejecución para una Secuencia Vectorial Operando sobre un Vector de Longitud n.

6.- Mejorando el Rendimiento Vectorial

- Encadenamiento: Concepto de Adelantamiento Extendido a los Registros.

• Permite que una Operación Vectorial comience tan pronto como los elementos individuales, de su operando vectorial fuente, estén disponibles: los resultados de la primera unidad funcional de la cadena se adelantan a la segunda unidad funcional.

No Encadenada = 145

Encadenada = 77

- Sentencias Ejecutadas Condicionalmente y Matrices Dispersas:

• Sentencias Condicionales: Control de Máscara Vectorial necesita un vector Booleano de longitud MVL. Cuando se carga el registro de máscara vectorial con el resultado de un test del vector, cualquier instrucción vectorial que se vaya a ejecutar solamente opera sobre los elementos de máscara vectorial sean 1.
  
  
• Matrices Dispersas: Vectores cuyos elementos están separados por una distancia constante. Solución:
  • Agrupar: Busca en Memoria el Vector cuyos elementos están en las direcciones obtenidas al sumar una Dirección Base a los Desplazamientos dados en el Vector de Indices.
    Vector No Disperso en un Registro Vectorial.
  • Dispersar: El Vector Disperso se puede almacenar en forma expandida por un almacenamiento disperso.

Evaluación del Rendimiento de los Proc. Vectoriales