JP7513360B2 - マイクロプロセッサにおけるアキュムレータ・レジスタ結果のチェックポイント化 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、データ処理システム、プロセッサに関し、より具体的には、例えば、１又は複数の行列乗算アキュムレータ（matrix-multiply-accumulator、ＭＭＡ）ユニットなどの１つ又は複数の高密度数学実行ユニット（dense math execution unit）と関連付けられたアキュムレータ・レジスタを含む、プロセッサ内のアキュムレータ・レジスタ・ファイルに関する。

現在、データ処理システムで使用されるプロセッサは、一度に１つより多い命令を処理し、それらの命令をアウト・オブ・オーダー（out of order）で処理することが多い。現代のコンピュータ・アーキテクチャでは、一度に又は少なくとも同じ時間枠で１つより多い命令を実行するように適合されたコンピュータを設計するための幾つかの既知の方法がある。例えば、スループットを改善するための１つの設計は、複数の命令スレッドを同時に処理するために、プロセッサ・コア内に複数の実行スライスを含み、スレッドがプロセッサ・コアの特定のリソースを共有する。実行スライスは、単一の処理サイクルで複数の命令を処理するために、プロセッサ内でパイプラインのように直列に接続された複数のデータ処理ハードウェア・ユニットを参照することができる。パイプライン処理（pipelining）は、複数の命令が同時に処理されるように、命令を複数のステージで処理することを要する。複数の実行スライスを、プロセッサ・コア内の同時マルチスレッディングの一部として使用することができる。

パイプライン化された種々のステージは、命令がメモリからフェッチされる「命令フェッチ」ステージを含むことができる。「デコード」ステージでは、命令は、一般に、（ｉ）命令によって指定された演算を実行するための機能ユニット（例えば、実行ユニット）のタイプ、（ｉｉ）演算のためのソース・オペランド、及び（ｉｉｉ）演算結果の宛先を指定する、異なる制御ビットにデコードされる。「ディスパッチ」ステージでは、デコードされた命令は、命令がデータ及び利用可能な実行ユニットを待つ発行キュー（ＩＳＱ）にディスパッチされる。発行キュー内の命令は、一般的には、「実行」ステージにおいて実行ユニットに発行される。「実行」ステージは、命令により指定される演算を処理する。命令によって指定された演算を実行することは、一般的に、例えば１つ又は複数のオペランドなどのデータを受け入れ、１つ又は複数の結果を生成することを含む。通常、実行ユニットのためのデータもしくは情報、又はその両方を保持するために、実行ユニットもしくは発行キュー、又はその両方と関連付けられたレジスタ・ファイルが存在する。レジスタ・ファイルは、一般的には、レジスタ・ファイル内のエントリ又は位置から読み出される情報もしくはそれに書き込まれる情報、又はその両方を有する。

計算スループットを高めるために、プロセッサは、種々のデータ型に対処し、高度な並列タスクを実行するための専門の計算ユニット、例えば、行列乗算アキュムレータ・ユニット（ＭＭＡユニット）を含むことができる。ワイド・シングル命令、マルチ・データ・フロー（single instruction, multiple data flows、ＳＩＭＤ）を処理することは、高い計算スループットを達成するための１つの方法である。マイクロプロセッサでは、アウト・オブ・オーダー実行を改善するために、進行中の命令のレジスタをリネームすることは珍しくない。しかしながら、機械深層学習が高い計算能力を有する実行ユニット、例えばＭＭＡユニットなどを使用する場合、レジスタのリネームは、多くのデータ移動をもたらし、それにより、電力が消費され、不要な実行バブル及び待ち時間が生じることもある。

本開示の概要は、コンピュータ・システム、コンピュータのアーキテクチャ構造、プロセッサ、アキュムレータ・レジスタ・ファイルを含むレジスタ・ファイル、及びプロセッサ内のレジスタ・ファイルを使用する方法の理解を助けるために与えられるが、本開示又は本発明を限定することを意図するものではない。本開示は、当業者に向けられる。本開示の種々の態様及び特徴は、幾つかの事例においては別個に、又は、他の事例においては本開示の他の態様及び特徴と組み合わせて、有利に使用することができることを理解されたい。従って、異なる効果を達成するために、コンピュータ・システム、アーキテクチャ構造、プロセッサ、レジスタ・ファイル、もしくは動作方法、又はそれらの組み合わせに対して、変形及び修正が行うことができる。

１つ又は複数の実施形態において、情報を処理するためのコンピュータ・システムが開示される。１つの実施形態における情報を処理するためのコンピュータ・システムは、命令を処理するための回路及び論理を有する少なくとも１つのプロセッサを含み、プロセッサは、少なくとも１つのプロセッサと関連付けられたメイン・レジスタ・ファイルであって、データを格納するための回路及び複数のエントリと、データをメイン・レジスタ・ファイル・エントリに書き込むための１つ又は複数の書き込みポートと、データをメイン・レジスタ・ファイル・エントリから読み出すための１つ又は複数の読み出しポートとを有する、メイン・レジスタ・ファイルと、回路及び論理を有し、高密度数学実行ユニットを含む、１つ又は複数の実行ユニットと、データを格納するための回路及び複数のエントリを有し、高密度数学実行ユニットと関連付けられた、少なくとも１つのアキュムレータ・レジスタ・ファイルとを有する。１つの態様におけるプロセッサは、高密度数学実行ユニット内のデータを処理するように構成され、高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第１のグループに書き込まれ、チェックポイント境界を越えた後、例えば、チェックポイントの開始後又は「Ｎ番目」ごとのディスパッチされた命令の後にディスパッチされた命令の数「Ｎ」に基づいて、高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループに書き込まれる。１つ又は複数の態様におけるプロセッサは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第１のグループに結果を複数回ライトバックするようにさらに構成される。１つの実施形態において、プロセッサは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのグループからメイン・レジスタ・ファイルにデータを書き込むようにさらに構成される。好ましくは、プロセッサは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのグループ内のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングされたメイン・レジスタ・ファイル・エントリにアクセスする命令に応答して、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのグループから複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリにデータを書き込むように構成される。

１つ又は複数の実施形態において、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、高密度数学ユニットに対してローカルである。１つの実施形態における高密度数学実行ユニットは、行列乗算アキュムレータ（ＭＭＡ）ユニットであり、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、ＭＭＡ内に配置される。アキュムレータ・レジスタ・ファイルのビット・フィールド幅は、メイン・レジスタ・ファイルのビット・フィールド幅よりも広く、１つの実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルの各エントリは、複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングされる。１つ又は複数の実施形態におけるコンピュータ・システムは、命令をディスパッチするための回路及び論理を有するディスパッチ・ユニットと、ディスパッチされた命令を追跡するための回路及び論理と、データを格納するための複数のエントリとを有する、命令完了テーブル（ＩＣＴ）と、１つ又は複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリを１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングするための回路及び論理を有するマッパとを含み、ディスパッチ・ユニットは、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループが割り当てられることをマッパに通知し、マッパは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第１のグループをアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループにリネームする。さらに別の態様において、プロセッサは、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをターゲットにする命令に応答して、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムしてデータを受け取るように構成され、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムすることに応答して、第１のチェックポイントが作成され、ディスパッチ・ユニットが第１のチェックポイントに対応する第１のチェックポイント開始ｉＴａｇをＩＣＴに送り、第１のチェックポイント開始ｉＴａｇを格納する。

１つの態様において、チェックポイント境界は、チェックポイント開始（例えば、チェックポイント開始ｉＴａｇ）以降にディスパッチされた命令の数「Ｎ」に基づいており、ディスパッチ・ユニットが数「Ｎ」の命令をディスパッチした後（又は、別の例では、Ｎ番目ごとの命令の後）、ディスパッチ・ユニットは、ディスパッチされた命令が、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループの割り当てをトリガすることを検出し、第２のチェックポイントが作成される。１つの実施形態において、第２のチェックポイントが作成されることに応答して、ディスパッチ・ユニットは、第２のチェックポイント開始ｉＴａｇを、第２のチェックポイントに対応するＩＣＴに送り、第２のチェックポイント開始ｉＴａｇを格納する。１つ又は複数の態様において、ディスパッチ・ユニットは、現在のチェックポイント開始ｉＴａｇを追跡し、現在のチェックポイント開始ｉＴａｇより若い全ての命令は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのそれぞれのグループと関連付けられたチェックポイントに属する。１つの実施形態におけるＩＣＴは、ディスパッチ・ユニットによってディスパッチされた命令の数に基づいて、どの命令がそれぞれのチェックポイントに属するかを判断する。チェックポイント開始ｉＴａｇとして又はチェックポイントｉＴａｇとして命令を識別するために、１つの実施形態によるコード化が、ＩＣＴエントリ内で提供される。それぞれのチェックポイント内の全ての命令（ｉＴａｇ）が終了するまで、各チェックポイントは完了せず、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリは再利用のために解放されない。ＩＣＴは、好ましくは、それぞれのチェックポイント内の全ての命令の完了ビットを調べ、それぞれのチェックポイント内の全ての命令が終了した場合、それぞれのチェックポイントは完了し、前記それぞれのチェックポイントのマッピングは、使用のために再割り当てする準備のできたアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのフリーリストに解放される。第２のチェックポイント内のフラッシュ・オペレーションに応答して、フラッシュｉＴａｇを第２のチェックポイント開始ｉＴａｇと比較し、第２のチェックポイントがフラッシュされ、第１のチェックポイント及び第１のチェックポイントのアキュムレータ・レジスタ・マッピングが復元される。

情報を処理するためのプロセッサが開示され、このプロセッサは、少なくとも１つのプロセッサと関連付けられ、データを格納するための回路及び複数のエントリと、データをメイン・レジスタ・ファイル・エントリに書き込むための１つ又は複数の書き込みポートと、データをメイン・レジスタ・ファイル・エントリから読み出すための１つ又は複数の読み出しポートとを有する、メイン・レジスタ・ファイルと、回路及び論理を有し、高密度数学実行ユニットを含む、１つ又は複数の実行ユニットと、データを格納するための回路及び複数のエントリを有し、高密度数学実行ユニットと関連付けられた少なくとも１つのアキュムレータ・レジスタ・ファイルであって、アキュムレータ・レジスタ・ファイルのビット・フィールド幅はメイン・レジスタ・ファイルのビット・フィールド幅よりも広い、少なくとも１つのアキュムレータ・レジスタ・ファイルと、命令をディスパッチするための回路及び論理を有するディスパッチ・ユニットと、ディスパッチされた命令を追跡するための回路及び論理と、データを格納するための複数のエントリとを有する、命令完了テーブル（ＩＣＴ）と、１つ又は複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリを１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングするための回路及び論理を有するマッパとを含む。プロセッサは、高密度数学実行ユニット内のデータを処理するように構成され、高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第１のグループに複数回書き込まれ、チェックポイント境界を越えた後（例えば、チェックポイント又はＮ番目ごとの命令以降にＮ個の命令がディスパッチされた後）、高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループに書き込まれ、プロセッサは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのグループからメイン・レジスタ・ファイル・エントリにライトバックされるように構成される。

１つの実施形態におけるプロセッサは、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをターゲットとする命令に応答して、データを受け取るためにアキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムするように構成され、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムすることに応答して、第１のチェックポイントが作成され、ディスパッチ・ユニットは、第１のチェックポイントに対応する第１のチェックポイント開始ｉＴａｇをＩＣＴに送り、第１のチェックポイント開始ｉＴａｇを格納し、さらに、チェックポイント境界は、第１のチェックポイント開始ｉＴａｇ後にディスパッチされた数「Ｎ」の命令に基づいており、ディスパッチ・ユニットが数「Ｎ」の命令をディスパッチした後、ディスパッチ・ユニットは、ディスパッチされた命令が、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループの割り当てをいつトリガするかを検出し、第２のチェックポイントが作成され、ディスパッチ・ユニットは、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループ割り当てられることをマッパに通知し、マッパは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第１のグループをファイル・エントリの第２のグループにリネームし、第２のチェックポイントが作成されることに応答して、ディスパッチ・ユニットは、第２のチェックポイントに対応する第２のチェックポイント開始ｉＴａｇをＩＣＴに送り、第２のチェックポイント開始ｉＴａｇを格納する。

本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点は、添付図面に示されるような本発明の例示的な実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。

与えられた図面と共に読まれるとき、コンピュータ・システム、コンピュータ・アーキテクチャ構造、プロセッサ、アキュムレータ・レジスタ・ファイルを含むレジスタ・ファイル、もしくはその動作方法、又はそれらの組み合わせの種々の態様、特徴及び実施形態がよりよく理解されるであろう。実施形態は、コンピュータ・システム、コンピュータ・アーキテクチャ構造、プロセッサ、アキュムレータ・レジスタ・ファイルを含むレジスタ・ファイル、及びその動作方法の態様、特徴、もしくは種々の実施形態、又はそれらの組み合わせを示す目的で図に与えられるが、特許請求の範囲は、示される正確なシステム、実施形態、方法、プロセス、もしくはデバイス又はそれらの組み合わせに限定されるべきではなく、示される特徴、もしくはプロセス、又はその両方を単独で使用してもよく、他の特徴、もしくはプロセス、又はその両方と組み合わせて使用してもよい。

本開示の態様を実施することができるデータ処理システムの一例を示す。 本開示の特定の態様を実施することができるプロセッサの１つの実施形態のブロック図を示す。 マルチスライス・プロセッサの一部の１つの実施形態のブロック図を示す。 本開示の１つの実施形態による、アキュムレータ・レジスタ・ファイルを有するマルチスライス・プロセッサの一部のブロック図を示す。 本開示の１つの実施形態による、ＭＭＡユニット、アキュムレータ・レジスタ・ファイル、及び物理ＶＳレジスタ・ファイルの設定を示す簡略化されたブロック図を示す。 ＭＭＡユニット及びアキュムレータ・レジスタ・ファイルを有するプロセッサの２つのスーパー・スライスの簡略化されたブロック図を示す。 プロセッサ内のデータを処理するための１つの実施形態による方法のフロー図を示す。

以下の説明は、本発明の一般的な原理を示すためになされたものであり、本明細書で特許請求される本発明の概念を限定することを意味するものではない。以下の詳細な説明において、多数の詳細は、コンピュータ・システム、コンピュータ・アーキテクチャ構造、プロセッサ、レジスタ・ファイル、アキュムレータ・レジスタ・ファイル、及びその動作方法の理解を与えるために述べられているが、当業者であれば、それらの詳細なしに、コンピュータ・システム、コンピュータ・アーキテクチャ構造、プロセッサ、レジスタ・ファイル、アキュムレータ・レジスタ・ファイル、及びその動作方法を実施できること、及び、特許請求の範囲及び本発明は、本明細書で具体的に説明され、示されるシステム、アセンブリ、サブアセンブリ、実施形態、特徴、プロセス、方法、態様、もしくは詳細、又はそれらの組み合わせに限定されるべきでないことを理解するであろう。さらに、本明細書で説明される特定の特徴は、種々の可能な組み合わせ及び置換の各々における他の説明される特徴と組み合わせて用いることができる。

本明細書において特に定義されていない限り、全ての用語には、本明細書から暗示される意味、並びに当業者によって理解される意味もしくは辞書、学術論文などに定義された意味、又はその両方を含む、その可能な最も幅広い解釈が与えられる。特に明記されていない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されている場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は複数の指示物を含むこと、及び、用語「含む（comprise）」もしくは「含んでいる（comprising）」又はその両方は、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素もしくはコンポーネント又はその組み合わせの存在を指定するが、１つ又は複数の他の機能、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネントもしくはそれらのグループ又はその組み合わせの存在又は追加を排除するものではない。

以下の議論は、当業者には明らかである、プロセッサ及びマイクロプロセッサ・システム及びアーキテクチャを含む、情報処理システムの従来の特徴を省略するか又は単に簡単に説明する。当業者は、プロセッサの一般的なアーキテクチャ、特にマルチスライス・プロセッサ及びそのレジスタの使用を含む、アウト・オブ・オーダー式実行方法で動作するプロセッサには精通していると想定する。番号が付けられた要素は、要素が導入される図に従って番号が付けられ、必ずしもではないが多くの場合、後続の図においてその番号により参照されることに留意されたい。

図１は、本開示の態様を実施することができるデータ処理システム１００の一例を示す。このシステムは、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１１０を有する。ＣＰＵ１１０は、システム・バス１１２によって種々の他のコンポーネントに結合される。読み出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）１１６は、システム・バス１１２に結合され、データ処理システム１００の特定の基本機能を制御する基本入力／出力システム（「ＢＩＯＳ」）を含む。ランダム・アクセス・メモリ（「ＲＡＭ」）１１４、Ｉ／Ｏアダプタ１１８、及び通信アダプタ１３４もまた、システム・バス１１２に結合される。Ｉ／Ｏアダプタ１１８は、ディスク・ストレージ・デバイス１２０と通信する小型コンピュータ・システム・インタフェース（「ＳＣＳＩ」）アダプタとすることができる。通信アダプタ１３４は、バス１１２を外部ネットワークと相互接続し、データ処理システムが他のそうしたシステムと通信するのを可能にする。入力／出力デバイスも、ユーザ・インターフェース・アダプタ１２２及びディスプレイ・アダプタ１３６を介して、システム・バス１１２に接続される。キーボード１２４、トラックボール１３２、マウス１２６、及びスピーカ１２８は全て、ユーザ・インターフェース・アダプタ１２２を介して、バス１１２に相互接続される。ディスプレイ・モニタ１３８は、ディスプレイ・アダプタ１３６によって、システム・バス１１２に接続される。このようにして、ユーザは、キーボード１２４、トラックボール１３２、又はマウス１２６を介して、システムに入力し、スピーカ１２８及びディスプレイ１３８を介して、システムから出力を受け取ることができる。さらに、例えばＡＩＸ（「ＡＩＸ」は、ＩＢＭコーポレーションンの商標である）などのオペレーティング・システムが、図１に示される種々のコンポーネントの機能を調整するために使用される。

ＣＰＵ（又は「プロセッサ」）１１０は、種々のレジスタ、バッファ、メモリ、及び集積回路によって形成された他のユニットを含み、縮小命令セット・コンピューティング（「ＲＩＳＣ」）技術に従って動作することができる。ＣＰＵ１１０は、幾つかの態様において、内部クロック（図示せず）に同期したプロセッサ・サイクルに従って処理する。

図２は、１つの実施形態による、プロセッサ１１０の簡略化されたブロック図を示す。プロセッサ１１０は、メモリ２０２、命令キャッシュ２０４、命令フェッチ・ユニット２０６、分岐予測器２０８、分岐分類ユニット２１８、処理パイプライン２１０、及び宛先リソース２２０を含む。プロセッサ１１０は、コンピュータ・プロセッサ内に含ませることができ、又はそうでなければコンピュータ・システム内に分散させることができる。命令及びデータは、メモリ２０２に格納することができ、命令キャッシュ２０４は、メモリ２０２内の命令にアクセスし、フェッチされる命令を格納することができる。メモリ２０２は、任意のタイプの揮発性又は不揮発性メモリを含むことができる。メモリ２０２及び命令キャッシュ２０４は、複数のキャッシュ・レベルを含むことができる。

図２において、命令フェッチ・ユニット２０６及び処理パイプライン２１０の簡略化された例が示される。種々の実施形態において、プロセッサ１１０は、複数の処理パイプライン２１０及び命令フェッチ・ユニット２０６を含むことができる。１つの実施形態において、処理パイプライン２１０は、デコード・ユニット２０、発行ユニット２２、実行ユニット２４、ライトバック論理２６、論理レジスタ・マッパ２８、例えばＳａｖｅ ＆ Ｒｅｓｔｏｒｅ Ｂｕｆｆｅｒ（ＳＲＢ）３０などの履歴バッファ、並びに物理レジスタ・ファイル３２を含む。命令フェッチ・ユニット２０６もしくは分岐予測器２０８、又はその両方は、処理パイプライン２１０の一部とすることができる。処理パイプライン２１０はまた、エラー・チェック及び処理論理（handling logic）、処理パイプライン２１０を通る１つ又は複数の並列パス、及び当技術分野において現在もしくは今後知られる他の特徴を含むこともできる。図２には、プロセッサ１１０を通るフォワード・パスが示されるが、プロセッサ１１０の要素間に他のフィードバック・パス及びシグナル・パスを含むこともできる。プロセッサ１１０は、他の回路、機能ユニット、及びコンポーネントを含むこともできる。

命令フェッチ・ユニット２０６は、デコード・ユニット２０によるさらなる処理のために、命令アドレスに従って、命令キャッシュ２０４から命令をフェッチする。デコード・ユニット２０は、命令をデコードし、デコードされた命令、命令の一部、又は他のデコードされたデータを発行ユニット２２に渡す。デコード・ユニット２０は、分岐予測器２０８によって予測されなかった分岐命令を検出することもできる。発行ユニット２２は、命令又は他のデータを分析し、分析に基づいて、デコードされた命令、命令の一部、又は他のデータをパイプライン２１０内の１つ又は複数の実行ユニット２４に伝送する。物理レジスタ・ファイル３２は、実行ユニット２４のためのデータを保持する。実行ユニット２４は、実行ユニット２４に発行された命令によって指定された演算を実施及び実行する。実行ユニット２４は、固定小数点実行ユニット、浮動小数点実行ユニット、ロード／ストア実行ユニット（ＬＳＵ）、ベクトル・スカラ実行ユニット（ＶＳＵ）、もしくは他の実行ユニット、又はそれらの組み合わせなど、複数の実行ユニットを含むことができる。論理レジスタ・マッパ２８は、論理レジスタ・エントリ（ＬＲｅｇ）と物理レジスタ・ファイル３２内のエントリとの間のマッピングを提供するエントリを含む。命令が論理レジスタ・エントリ（ＬＲｅｇ）を読み出すように指定すると、論理レジスタ・マッパ２８は、発行ユニット２２に通知し、発行ユニットは、物理レジスタ・ファイル３２内のデータをどこに配置できるかを実行ユニット２４に通知する。

誤予測された（mispredicted）分岐命令又は他の例外が検出されると、誤予測された分岐又は例外の後の命令及びデータは、プロセッサ１１０の種々のユニットから、例えばフラッシュされるなど、廃棄される。例えば、Ｓａｖｅ ＆ Ｒｅｓｔｏｒｅ Ｂｕｆｆｅｒ（ＳＲＢ）３０などの履歴バッファは、投機的レジスタ状態及びアーキテクト化されたレジスタ状態の両方を含み、新しい命令がディスパッチされたときに論理レジスタ・ファイル・データをバックアップする。この点で、履歴バッファは、新しい命令がフラッシュされ、古いデータを復旧する必要がある場合に、新しい命令が論理レジスタ・マッパ２８からのデータをエビクト（退去、evict）させると、論理レジスタ・マッパ２８からの情報を格納する。履歴バッファ（ＳＲＢ）３０は、新しい命令が完了するまで、格納された情報を保持する。履歴バッファ（ＳＲＢ）３０は、論理レジスタ・マッパ２８とインターフェース接続して、論理レジスタ・エントリのコンテンツを履歴バッファ（ＳＲＢ）３０から論理レジスタ・マッパ２８に復旧し、命令が正しいデータをどこで取得するのか分かるように論理レジスタ・マッパ２８内のポインタを更新し、例えば、プロセッサは、割り込み可能命令、例えば分岐命令が誤予測されるより前に存在した状態に戻される。

ライトバック論理２６は、実行された命令の結果を宛先リソース２２０にライトバックする。宛先リソース２２０は、レジスタ、キャッシュ・メモリ、他のメモリ、他のデバイスと通信するためのＩ／Ｏ回路、他の処理回路、又は実行された命令もしくはデータに対する他の任意のタイプの宛先を含む任意のタイプのリソースとすることができる。

命令は、論理的なパイプライン化されたステージのシーケンスにおいて、プロセッサ１１０内で処理することができる。しかしながら、本明細書の特許請求の範囲において制限が明確に示されていない限り、ステージのこの特定の分割が制限とみなされるべきではないように、これらのステージの機能を併合できることを理解されたい。実際、理解しやすくするために、ステージの一部は、図２において単一の論理ユニットとして示されており、関連するさらなる詳細は、以下に提供される。

図３は、本開示の１つの実施形態による、プロセッサ１１０、この例では、マルチスライス・プロセッサ１００の一部のブロック図を示す。議論を進めるために、図３は、マルチスライス・プロセッサ１１０の一部のみを図式的に示すことに留意されたい。マルチスライス・プロセッサは、他の構成を有することもできることが理解されるであろう。図３に示されるように、マルチスライス・プロセッサ１１０は、２つの処理スライス－スライス０（スライスＳ０又は３６０）及びスライス１（スライスＳ１又は３６５）を含む。プロセッサは、命令フェッチ・ユニット３１０を含む。スライスＳ０及びＳ１の各々は、命令ディスパッチ・ユニット（３２０ａ及び３２０ｂ）と、論理レジスタ・マッパ（３５０ａ及び３５０ｂ）と、履歴バッファ（ＨＢ）（３９０ａ及び３９０ｂ）と、発行キュー（ＩＳＱ）（３３０ａ及び３３０ｂ）と、命令完了テーブル（ＩＣＴ）（３２５ａ及び３２５ｂ）と、ロード・ストア・ユニット（ＬＳＵ）（３０４ａ及び３０４ｂ）、ベクトル・スカラ・ユニット（ＶＳＵ）（３０６ａ及び３０６ｂ）及びレジスタ・ファイル（ＲＦ）（３８０ａ及び３８０ｂ）を含む実行ユニット（３４０ａ及び３４０ｂ）とを含む。実行ユニット３４０は、実行ユニット３４０によって実行される命令を保持するための１つ又は複数のキューを含むことができる。

２つのスライスは、説明及び議論を容易にするためにのみ示されており、マルチスライス・プロセッサ１１０は、各スライスがスライスＳ０及びＳ１（スライス３６０及び３６５）の各々について上述した全てのコンポーネントを有する２つより多い処理又は実行スライスを含み得ることに留意されたい。さらに、処理スライスは、スーパー・スライス（ＳＳ３９５）にグループ化することもでき、各スーパー・スライスは、処理スライスの対を含む。例えば、マルチスライス・プロセッサは、２つのスーパー・スライスＳＳ０及びＳＳ１を含むことができ、ＳＳ０はスライスＳ０及びＳ１を含み、ＳＳ１（図示せず）はスライスＳ２及びＳ３を含む。

命令フェッチ・ユニット３１０は、プロセッサ１１０又はプロセッサ・スライスによって実行された命令をフェッチする。命令フェッチ・ユニット３１０によってフェッチされた命令は、命令ディスパッチ・ユニット３２０に送られる。命令ディスパッチ・ユニット３２０は、一般的にはプログラム順に命令を発行キュー（ＩＳＱ）３３０にディスパッチする。発行キュー（ＩＳＱ）３３０は、命令を実行ユニット３４０に発行する。ＩＳＱ３３０は、一般的には、命令と関連付けられたデータが取り出され、使用できる状態になるまで、命令を保持する。物理レジスタ・ファイル３８０は、実行ユニット３４０にディスパッチされた命令において指定された演算で使用されるデータを格納する役割を果たし、実行ユニット３４０によって実行された演算の結果は、物理レジスタ・ファイル３８０内の指定されたターゲット・レジスタ・エントリに書き込むことができる。

特定の態様において、ＩＳＱ３３０は命令のセットを保持し、レジスタ・ファイル３８０は命令入力のためのデータを累算する。レジスタ・ファイルは、メモリとプロセッサ内の他の機能（実行）ユニットとの間でデータをステージングするために使用することもできる。多数のレジスタ・ファイル及びタイプがあり得る。命令について全てのソース・データが累算されると、データは、命令の実行のために指定された１つ又は複数の実行ユニットに渡される。実行ユニット、例えば、ＬＳＵ３０４及びＶＳＵ３０６の各々は、レジスタ・ファイル（ＲＦ）エントリに書き込むために、結果データを、ライトバック・バス上で利用可能にすることができる。

データが準備できていない場合、例えば適切なデータ・キャッシュ又はレジスタ内にない場合、ＩＳＱ３３０が命令を実行ユニット３４０に発行しないので、遅延が生じることがある。少なくともこの理由で、発行キュー（ＩＳＱ）は、一般的には、命令をアウト・オブ・オーダー式に実行ユニット３４０に発行するので、必要なデータが利用可能である命令を実行することができる。１つ又は複数の実施形態におけるディスパッチ・ユニット３２０は、発行キュー３３０にディスパッチされた各命令に、命令を識別するための識別子、例えば、識別タグ（ｉＴａｇ）でスタンプ付与する。ディスパッチ・ユニット３２０は、命令に、他の情報及びメタデータでスタンプ付与することもできる。命令（ｉＴａｇ）は、一般的には、ディスパッチ・ユニット３２０によって、スレッドごとに昇順のプログラム順に割り当てられ（割り振られ）、スタンプ付与される。

論理レジスタ・マッパ３５０は、論理レジスタ（例えば、ＧＰＲ１）内のエントリと、物理レジスタ・ファイル３８０（例えば、物理レジスタ・アレイ・エントリ）との間のマッピングを提供するメタデータ（例えば、ｉＴａｇ、ＲＦｔａｇ等）を含む。ＲＦｔａｇは、論理レジスタ・エントリを物理レジスタ・ファイル・エントリに相関させるポインタである。例えば、命令が論理レジスタ、例えばＧＰＲ１を読み出したいとき、論理レジスタ・マッパ３５０は発行キュー３３０に伝え、発行キュー３３０は、実行ユニット３４０に、物理レジスタ・ファイル３８０内のどこで、データ、例えば物理レジスタ・アレイ・エントリを見つけることができるか伝える。実行ユニット３４０は、命令をアウト・オブ・オーダーで実行し、実行ユニット３４０が命令を終了すると、実行ユニット３４０は、終了した命令、例えばｉＴａｇをＩＣＴ３２５に送る。ＩＣＴ３２５は、ディスパッチ・ユニット３２０によってディスパッチされた命令（ｉＴａｇ）のキューを含み、それらが処理される際に命令（ｉＴａｇ）の進捗状況を追跡する。

履歴バッファ（ＳＲＢ）３９０は、より若い命令によって論理レジスタ・マッパ３５０からエビクトされた論理レジスタ・エントリを含む。履歴バッファ（ＳＲＢ）３９０に格納された情報は、論理レジスタから論理レジスタ・エントリを退去させた命令のｉＴａｇ（すなわち、エビクタｉＴａｇ）を含むことができる。履歴バッファ（ＳＲＢ）３９０は、実施形態においては、ｉＴａｇ、論理レジスタ・エントリ番号（論理レジスタ・エントリ（ＬＲｅｇ）を識別するビット・フィールド）と、レジスタ・ファイル・タグ（ＲＦＴａｇ）情報とを格納する。履歴バッファ（ＳＲＢ）３９０は、他の情報を格納し、追跡することもできる。履歴バッファ（ＳＲＢ）３９０は、論理レジスタ・マッパ３５０へのインターフェースを有し、各々のエビクトされた論理レジスタ・エントリ（ＬＲｅｇ）についてのｉＴａｇ、及びレジスタ・ファイル・タグ（ＲＦＴａｇ）（及び他のメタデータ）を復旧する。この情報は、新しい命令（エビクタ命令）が完了するまで、履歴バッファ（ＳＲＢ）３９０の履歴バッファ・エントリ（ＳＲＢ）エントリに保持される。その時点で、１つの実施形態では、エントリが、履歴バッファ（ＳＲＢ）３９０から除去される。

複数の処理スライスを有するＣＰＵ１１０は、１つの処理サイクルにおいて、複数の命令を同時に実行すること、例えば、各処理スライスにおいて１つの命令を同時に実行することが可能である。複数の処理スライスを有するそうしたＣＰＵは、マルチスライス・プロセッサ又は並列スライス・プロセッサと呼ばれることがある。複数の実行スライスにおける同時処理により、マルチスライス・プロセッサの処理速度を大幅に向上させることができる。シングル・スレッド（ＳＴ）モードでは、シングル・スレッドが処理され、ＳＭＴモードでは、２つのスレッド（ＳＭＴ２）又は４つのスレッド（ＳＭＴ４）が同時に処理される。

１つの態様において、図３に示されるように、各実行／処理スライスは、それ自身のレジスタ・ファイルを有することができる。別の態様では、１つのレジスタ・ファイルは、スーパー・スライスごとに割り当て、スーパー・スライスの処理スライスによって共有することができる。１つの態様では、１つのレジスタ・ファイルは、１つより多いスーパー・スライスに割り当て、スーパー・スライスの処理スライスによって共有することができる。例えば、スライスＳ０、Ｓ１、Ｓ２及びＳ３は、１つのレジスタ・ファイルを共有するように割り当てることができる。レジスタ・ファイルは、以下により詳細に説明される。

プロセッサにおいて、命令のアウト・オブ・オーダー実行を改善するために、進行中の命令のレジスタ・リネーム（register renaming）を行うことは珍しいことではない。しかしながら、高い計算及びスループットを有する実行ユニットが使用される状況、例えば高密度数学演算では、進行中の命令のレジスタ・リネームは、処理するために電力を消費し得る多くのデータ移動をもたらすことがあり、１つ又は複数の実行バブルのために不必要な遅延及び待ち時間をもたらすこともある。１つ又は複数の実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルが使用され、１つの態様では、高密度数学命令によるアキュムレータ・レジスタ・ファイル・リネームを用いるプロセスが実行される。アキュムレータ・レジスタ・ファイル及びアキュムレータ・レジスタ・ファイル・リネーム・プロセスが使用されるので、実行中のデータ移動が最小化されて電力を削減し、実行スループットを向上させる。アキュムレータ・レジスタ・リネーム・モードに入るために、１つの態様では、アキュムレータ・レジスタがプライムされる。アキュムレータ・レジスタがプライムされた後、高密度数学実行ユニット、例えば、行列乗算アキュムレータ（ＭＭＡ）ユニットもしくは推論エンジン、又はその両方は、１つ又は複数の実施形態において、メイン・レジスタ・ファイルに書き込む必要なしに、アキュムレータ・レジスタをローカルに読み書きすることができる。好ましくは、高密度数学実行ユニットは、新しいアキュムレータ・レジスタ・ファイルをリネームすることなく、もしくはメイン・ファイル・レジスタにライトバックすることなく、又はその両方を行うことなく、同じアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリに複数回アクセスし、それを読み出し、及び／又は書き込む。高密度数学演算が完了すると、及び／又は所定の演算及び命令に応答して、１つの実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルの結果は、メイン・レジスタ・ファイルもしくはメイン・メモリ、又はその両方に書き込むことができる。

１つ又は複数の実施形態においては、命令ごとにリネームする代わりに、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、スループットを改善し、性能を向上させるために、チェックポイント化される。１つの態様では、アキュムレータ・レジスタは、特定のポイントにおいて、例えば、チェックポイント境界を越えたときに、マッパ内でリネームされる。命令ごとではなく、チェックポイント境界において、又はチェックポイント境界を越えたときにアキュムレータ・レジスタをリネームすることは、アキュムレータ・レジスタのチェックポイント化とも呼ばれ、レジスタ／アキュムレータ・レジスタ領域、電力、及び性能を改善し、１つの実施形態では、フラッシュ回復（flush recovery）に寄与する。つまり、例えば、分岐ミス又はロード・ミスがあった場合、アキュムレータ・レジスタは、特定のフラッシュ命令又は最初の高密度数学演算命令ではなく、適切なチェックポイントにフラッシュされる、例えばチェックポイント開始命令までフラッシュされ、従って、回復性能を向上させることができる。

１つ又は複数実施形態において、好ましくは高密度数学命令を処理するために、１つ又は複数の高密度数学実行ユニット、例えば１つ又は複数の推論エンジンもしくはＭＭＡユニット、又はその両方と関連して、それらに対してローカルに、及び／又はそれらの内部に配置された１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタを用いて、プロセス、プロセッサ・アーキテクチャ、及びシステムが説明される。代替的に（及び／又は付加的に）、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、ＭＭＡユニットに対してローカルではなく、ＶＳメイン・レジスタ・ファイル内のベクトル／スカラ（ＶＳ）レジスタのグループとして、統一されたレジスタ内に存在する。さらに別の実施形態では、アキュムレータ・レジスタは、メイン・レジスタ・ファイル・エントリのビット・フィールド幅より広いビット・フィールド幅を有するエントリを有する。

図４は、実行ユニット、例えば推論エンジン／ＭＭＡユニット、及びベクトル・スカラ（ＶＳ）実行ユニット（ＶＳＵ）内に配置されたベクトル／スカラ（ＶＳ）メイン・レジスタ・ファイルと関連してアキュムレータ・レジスタ・ファイルを用いる処理パイプラインの簡略化されたブロック図を示す。処理パイプライン又は実行スライスは、ディスパッチ・ユニット３２０、複数のエントリ３５１（ａ）～３５１（ｎ）を有する論理マッパ３５０、命令完了テーブル（ＩＣＴ）３２５、発行キュー（ＩＳＱ）３３０、推論エンジン又は行列乗算アキュムレータ（ＭＭＡ）ユニット４６０、複数のエントリ４７１（ａ）～４７１（ｎ）を有するアキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０、及び複数のエントリ３８１（ａ）～３８１（ｎ）を有するメイン（ＶＳ）レジスタ・ファイル３８０をもつＶＳ実行ユニット（ＶＳＵ）３４０を含む。アキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０は、図４では、推論エンジン／ＭＭＡユニット４６０と関連付けられ、これに対してローカルであるように示されが、１つ又は複数の実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０は、ＭＭＡユニット４６０内に存在することができる。別の態様では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、統一されたレジスタ・ファイル内にあり、ＶＳレジスタのグループとしてメインＶＳレジスタ・ファイル内にある。

推論エンジンもしくはＭＭＡ又はその両方の演算の際、１つ又は複数の実施形態において、アキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０は、ソース及びターゲット（アキュムレータ）として利用される。つまり、１つの態様において、ＭＭＡが演算する際、ＭＭＡはアキュムレータ・レジスタ・ファイルからのオペランドを使用し、結果をアキュムレータ・レジスタ・ファイルにライトバックし、１つの実施形態では、結果を同じアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ４７１にライトバックし、１つの態様では、同じターゲット・アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ４７１に複数回ライトバックする。このようにして、推論エンジン又はＭＭＡが演算する際、ＶＳ又はメイン・レジスタ・ファイルを含むプロセッサは、リネーム演算は施されない。１つ又は複数の実施形態において、多数の命令が処理された後、もしくはチェックポイント境界を越えた後、又はその両方が行われた後、結果は、アキュムレータ・レジスタ４７０内の異なるアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ４７１にライトバックされる。

１つの実施形態において、アキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０は、広いビットのアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ４７１（ａ）～４７１（ｎ）のプールである。例えば、１つの実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０は、３２個の物理的５１２ビット・レジスタ・エントリ４７１のプールであり、一方、ＶＳメイン・レジスタ・ファイルは１２８ビット幅である。１つの実施形態における各アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ４７１は、複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリを保持し、１つの実施形態においては、４つの連続したメインＶＳレジスタ・ファイル・エントリ（３８１（ｎ）－３８１（ｎ＋３））のセットを保持する。図５の簡略化されたブロック図では、４つのエントリ３８１（ａ）－３８１（ｄ）を有するＶＳ又はメイン・レジスタ・ファイル３８０が示されており、これらはアキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０内の単一のアキュムレータ・レジスタ・エントリ４７１にマッピングされる。一例では、４つの連続した１２８ビット・のメインＶＳレジスタ・ファイル・エントリ３８１（ａ）－３８１（ｄ）は、単一の５１２ビット・アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ４７１にマッピングされる。１つの実施形態における推論エンジンは、８個の行列乗算アキュムレータ（ＭＭＡ）ユニット、及び３２個の５１２ビット・アキュムレータ・レジスタのセットとすることができる。１つ又は複数の実施形態において、スレッドごとに８個の論理アキュムレータ・レジスタ（ＡＣＣ０－ＡＣＣ７）がある。これらの８個の論理アキュムレータ・レジスタは、３２個の物理レジスタにマッピングされる。１つの実施形態では、各論理アキュムレータ・レジスタには、物理レジスタを指し示す５ビット・タグが割り当てられる。

命令は、高密度数学実行ユニット、例えば推論エンジンもしくは１つ又は複数のＭＭＡユニット、又はその両方を設定し、実行するために使用される。一般的行列ランク演算（General Matrix Rank Operation、「ｇｅｒ」）命令は一例であり、１つ又は複数の態様において、２ｎのデータに対してｎ^２個の演算を実行する。１つ又は複数の実施形態における推論エンジン／ＭＭＡユニットの作業負荷は、一般的には３つの部分を有する。アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、その演算を実行するために初期データでプライムされる。乗算演算は、ＭＭＡユニットにおいて実行され、結果は、アキュムレータ・レジスタ・ファイル内に累算される。つまり、累算演算は、アキュムレータ・レジスタにライトバックされ、結果は、一般的に、通常の演算下でメイン・レジスタ・ファイルにライトバックされない。１つ又は複数の実施形態におけるアキュムレータ・レジスタは、命令ごとにリネームされない。また、１つの態様において、高密度数学実行ユニットが完了したとき、もしくは特定の命令に応答して、又はその両方において、アキュムレータ・レジスタ・ファイル内の結果は、メモリ、例えば、メイン・レジスタ・ファイルもしくはメイン・メモリ、又はその両方にライトバックされる。アキュムレータ命令（「ｇｅｒ」命令）は、通常、２つのＶＳＲオペランド・ソース、アキュムレータＶＳＲ宛先、及びアキュムレータＶＳＲソースを有する。

高密度数学演算、例えばＭＭＡユニット演算を開始するために、１つ又は複数の実施形態では、プロセッサは、高密度数学命令、例えば推論エンジン／ＭＭＡユニット「ｇｅｒ」命令をデコードもしくは検出する、又その両方を行う。１つの実施形態における各高密度数学命令はｉＴａｇを有し、１つの完全なディスパッチ・レーン及び１つの完全な発行キュー（ＩＳＱ）エントリを利用する。１つの態様において、メイン・レジスタ・マッパ３５０は、高密度数学命令、例えばＭＭＡユニット命令ごとに、複数の、例えば４つのターゲット（メイン・レジスタ・ファイル・エントリ）を割り当てる。同じアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ、例えば図４の４７１（ａ）に書き込む命令については、メイン・レジスタ・マッパ３５０は、新しいメイン・レジスタ・ファイル・タグＲＦＴａｇ（エントリ）を割り当てないが、レジスタ・マッパ３５０は、新しい命令に対して新しいｉＴａｇを必要とする。１つの実施形態では、メイン・レジスタ・マッパ３５０は、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ４７１にマッピングされたメイン・レジスタ・ファイル・エントリ３８１にマーク付けする。１つの態様では、メイン・レジスタ・マッパ３５０は、同じアキュムレータ・レジスタ・ファイルｉＴａｇを、複数の連続したメイン・レジスタ・ファイル・エントリ３８１、例えば、ＶＳＲ（ｎ）－ＶＳＲ（ｎ＋３）に書き込むことになる。つまり、１つのｉＴａｇは、連続したメイン・レジスタ・ファイル・エントリのグループ、例えば４つのメイン・レジスタ・ファイル・エントリ３８１（ｎ）－３８１（ｎ＋３）にエイリアスされる。

１つ又は複数の実施形態におけるアキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムすべきである。１つ又は複数の実施形態において、各アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、必要に応じてプライムされる。１つ又は複数の実施形態において、アキュムレータ・レジスタをプライムすることは、非ＭＭＡ実行ユニットに取り付けられたＳＴＦレジスタ・ファイル内の複数のベクトル・レジスタから、ＭＭＡ実行ユニットに取り付けられたＡＣＣアレイ内のアキュムレータ・レジスタにデータを移動させることを含む。アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、それが、メモリ、例えばメイン・レジスタ・ファイルもしくはメイン・メモリ、又はその両方から書き込まれるとき、又はプライム命令の結果としてプライムされる。例えば、命令、例えばｘｘｍｔａｃｃは、データを、メイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルからアキュムレータ・レジスタ・ファイルにデータを移動して、アキュムレータ・レジスタ・ファイルとメイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルを同期して取得する。別の例では、命令、例えばｌｘａｃｃは、データを、メイン・メモリからアキュムレータ・レジスタ・ファイルへロードし、移動させることができる。さらに別の例では、エントリ（単数／複数）内のデータがゼロに設定される場合、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、プライムされる。アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムするための他の命令も考えられる。

１つの実施形態において、ベクトル・スカラ（ＶＳ）実行ユニット（ＶＳＵ）は、メイン（ＶＳ）レジスタの一次データと、プライミング（priming）を行っている命令のｉＴａｇを適切なアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリに書き込む。アキュムレータ・レジスタ・ファイルのプライミングにより、アキュムレータ・レジスタ・リネームも割り当てられる。プライミングにおいて、アキュムレータ・レジスタ・ターゲットはリネームされ、物理レジスタ・ファイル・エントリにマッピングされる。アキュムレータ・レジスタのプライミング（及びプライミング解除（de-priming））の際、複数のメイン・レジスタ・ファイル・タグ、例えば４つが、各アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリについて１回で発行される。図５を参照すると、プライミングの１つの例の際、アキュムレータ・レジスタ・リネームが割り当てられ、エントリ３８１（ａ）－３８１（ｄ）内のＶＳレジスタ・データが、割り当てられたアキュムレータ・レジスタ・エントリ４７１に書き込まれる。１つ又は複数の実施形態において、ＶＳ実行ユニットは、メイン（ＶＳ）レジスタ・ファイル・データと、プライミングを行っている命令のｉＴａｇとを、マッピングされたアキュムレータ・レジスタ・ファイルに書き込む。１つの実施形態において、アキュムレータ・フリーリスト４７２は、割り当てられた及び空いているアキュムレータ・タグのカウントを維持する。アキュムレータ・タグは、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリを識別する。１つの態様では、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・ビジー・フラグが、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリが現在アクティブであることを示すために使用される。全てのアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリが占有されると、ディスパッチは、メイン・レジスタ・リソース・ストールと同様の方法でストールする。

高密度数学演算において、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、サイクルごとに、メイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルへの読み書きを行わない。代わりに、大容量のデータ結果は、アキュムレータ・レジスタ・ファイルを用いて、高密度数学エンジン、例えばＭＭＡユニットに対してローカルのままである。つまり、ＭＭＡユニット演算は、アキュムレータ・レジスタ・ファイルにライトバックされる。１つの態様では、同じアキュムレータ・レジスタ・ファイルが、多数回、例えば複数回、書き込まれる。アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリは、命令ごとにリネームされない。１つ又は複数の実施形態におけるアキュムレータ・レジスタ・ファイルは、ＭＭＡ演算の際、ソース及びターゲット（アキュムレータ）として利用される。図５のループ４７５は、ＭＭＡユニットがアキュムレータ・レジスタ４７０内の同じターゲット・エントリ４７１に再書き込みする動作を示す。

各ＭＭＡユニット命令は、単一のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリに書き込み、ターゲット・アキュムレータ・レジスタ・エントリの状態を、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・及び対応するメイン（ＶＳ）レジスタ・ファイル・エントリが同期していないことを示すダーティ（dirty）に設定する。１つの態様では、ＭＭＡユニット命令、例えば「ｇｅｒ」命令について、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは結果を格納し、メイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルは結果を格納しない。メイン実行ユニット、例えばＶＳＵにおいて、データがメイン・レジスタ・ファイルにライトバックされないが、発行キューから新しい命令を受け取ると、メイン実行ユニットは、アキュムレータ・レジスタ・ファイルｉＴａｇを更新する。アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリを利用する命令については、アキュムレータ・レジスタ・ファイルを利用してより若い命令のｉＴａｇが古いｉＴａｇに置き換わるが、メイン・レジスタ・ファイル・タグ（ＲＦＴａｇ）は変更されない。

１つ又は複数の実施形態において、アキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０を利用する高密度数学命令は、好ましくはレジスタ番号によって、及び、１つの態様においては命令タイプによって、発行キュー３３０から順に発行される。１つの態様におけるアキュムレータ・レジスタ・ファイルを利用する高密度数学命令の発行レートは、サイクル当たり１つの命令である（１つ又は複数の実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムするための第１の命令が、１サイクルより多くかかり得ることを除いて）。アキュムレータ・レジスタ・ファイルを利用する命令は、好ましくは、順番に、かつ、連続して（back-to-back）発行される。アキュムレータ・レジスタ・ファイルを利用するより古い命令がある場合、より古い命令がメイン・レジスタ・ファイルを読み書きするが、アキュムレータ・レジスタ・ファイルのデータをメイン・レジスタ・ファイルにライトバックできるまで、アキュムレータ・レジスタ・ファイルのみを更新するので、発行キューは、より古い命令を発行することができる。

１つの態様において、高密度数学命令、例えば「ｇｅｒ」命令が、最後のプライム解除（例えば、ｘｘｍｔａｃｃ又はｌｄａｃｃによる）以降プライムされなかったアキュムレータ・レジスタ・ファイルを調達すると、ハードウェアは、そのアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリをプライムする。ハードウェアは、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムし、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリを割り当てる（リネームする）シーケンスを実行する。次いで、高密度数学命令が実行される。

アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、多数のシナリオに応答して、プライム解除される、もしくはそのデータがライトバックされる、又はその両方が行われる。１つの実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、命令に応答して、及び／又はアキュムレータ・レジスタがダーティになった後、メイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルが調達された場合、ライトバックされる、もしくはプライム解除される、又その両方が行われる。例えば、アキュムレータ・レジスタからメイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルへの移動命令、例えばｘｘｍｆａｃｃに応答して、アキュムレータ・レジスタ・ファイルはプライム解除され、アキュムレータ・レジスタ・ファイルにおける結果は、アキュムレータ・レジスタ・ファイルから移動され、メイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルにライトバックされる。別の例では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルからの移動及びストア命令、例えばｓｔｘａｃｃに応答して、アキュムレータ・レジスタ・ファイルはプライム解除され、アキュムレータ・レジスタ・ファイルにおける結果は、メイン・メモリにライトバックされる。

１つ又は複数の実施形態において、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリがダーティであり、メイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルによってアクセスされるとき、ハードウェアは、アキュムレータ・レジスタをプライム解除する。１つの実施形態において、ハードウェアは、全てのアキュムレータ・レジスタをメイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルにライトバックするシーケンスを実行する。例えば、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ４７１に割り当てられたメイン・レジスタ・ファイル・エントリ３８１を読み書きするためのより若い非高密度（non-dense）数学命令は、ライトバック・プロセスを開始するように、発行キュー（ＩＳＱ）３３０に通知する。１つの態様では、高密度数学実行ユニット演算が完了すると、アキュムレータ・レジスタ・ファイルはプライム解除される。１つ又は複数の実施形態において、アキュムレータからの移動命令が、ディスパッチ・ユニット３２０によって送られ、発行ユニット３３０によって発行されて、アキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０からアキュムレータ・レジスタのコンテンツを読み出す。１つ又は複数の実施形態において、ライトバック・プロセスは、ディスパッチ・ユニット３２０を停止し、発行キューが命令の発行を再開できる前に、アキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０内のデータを排出するよう、発行キュー３３０に通知することを含む。１つの態様では、発行キューは、アキュムレータ・レジスタが排出されるまで、例えばデータが対応するメイン・レジスタ・ファイル・エントリに書き込まれるまで、ディスパッチ・ユニットを制止する。

１つの態様において、各アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリはプライム解除され、アキュムレータ・レジスタ・ファイル内のデータはメインＶＳレジスタ・ファイルに書き込まれ、アキュムレータ・レジスタ・ファイルはリネーム・プールから割り当て解除もされる。アキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０が、メイン・レジスタ・ファイル３８０に結果を書き込んでいなかった場合、メイン・レジスタ・ファイル・エントリ（ＲＦＴａｇｓ）は割り当て解除されない。メイン・レジスタ・ファイル・エントリ（ＲＦＴａｇ）３８１は、対応するアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ４７１内のデータがメイン・レジスタ・ファイル３８０に書き込まれたとき、及び／又はそれに応答して、例えばより若い非高密度数学命令に応答して、割り当て解除される。アキュムレータ・レジスタ・ファイル内のデータの最後の部分がメイン・レジスタ・ファイルにライトバックされると、アキュムレータ・レジスタ命令が完了する。完了した命令のｉＴａｇは、履歴バッファ（図４には図示されていない）にブロードキャストされ、メイン・レジスタ・ファイル・エントリ（ＲＦＴａｇ）を割り当て解除する。次いで、プロセッサは、メイン・レジスタ・ファイルからのデータの読み出しを含む、より若い非高密度数学命令を処理する。さらに、アキュムレータ・レジスタ・ファイルが排出され、ＡＣＣビジー・フラグがクリアされた後、発行キューは命令の発行を再開し、ディスパッチ・ユニットは命令のディスパッチを再開することができる。１つ又は複数の実施形態において、アキュムレータ・レジスタがプライムされ、メイン（ＶＳ）レジスタ・ファイルがターゲットにされた場合、アキュムレータ・レジスタがダーティでなかったとしても、アキュムレータ・レジスタはプライム解除される。

図６は、１つ又は複数の高密度数学実行ユニット、例えば、行列乗算アキュムレータ（ＭＭＡ）ユニットを、ローカル・アキュムレータ・レジスタ・ファイルに関連して有するプロセッサの別の実施形態を示し、ここで、プロセッサは、１つ又は複数の高密度数学ユニットの演算が、結果を、同じアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリに複数回ライトバックするように構成される。図６は、データを処理するためのプロセッサの２つのスーパー・スライスを示す。各スーパー・スライスは、少なくとも１つのＭＭＡユニット４６０と、２つのベクトル・スカラ（ＶＳ）実行ユニット３０６と、２つのロード・ストア（ＬＳ）ユニット３０４とを含む。単一のアキュムレータ・レジスタ・ファイル４７０が、両方のＭＭＡユニット４６０に関連して使用される。代替的な実施形態において、各実行スライスは、ローカル・アキュムレータ・レジスタ・ファイルを有するそれ自身のＭＭＡユニットを有することができ、さらに別の態様においては、各ＭＭＡユニットは、各実行スライスのＭＭＡユニット内に含まれるアキュムレータ・レジスタ・ファイルを有する。図６の実施形態では、スーパー・スライス０における発行キュー３３０ｂ（ＩＳＱ１）及びスーパー・スライス１における発行キュー３３０ｃ（ＩＳＱ２）が、命令、例えば、「ｇｅｒ」命令を、それぞれのＭＭＡユニット（４６０ａ及び４６０ｂ）に発行する。代替的に、図６に点線で示されるように、発行キュー３３０ａ（ＩＳＱ０）及び発行キュー３３０ｄ（ＩＳＱ３）は、命令、例えば「ｇｅｒ」命令を、それぞれのスーパー・スライスにおける各ＭＭＡユニット（４６０ａ及び４６０ｂ）に対して発行することができる。

１つ又は複数の実施形態において、アキュムレータ・レジスタは、定期的にリネームされる。つまり、アキュムレータ・レジスタ・ファイル及び高密度数学実行ユニットが利用される多数の命令を処理した後、高密度数学実行ユニットをターゲットとする命令を処理するために、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの異なるグループが使用される。アキュムレータ・レジスタは、１つ又は複数の実施形態においては、ｉＴａｇ境界を越えた後にリネームされる。例えば、アキュムレータ演算がｉＴａｇチェックポイント境界を越えると、１つの実施形態における高密度数学実行ユニット演算の結果は、アキュムレータ・レジスタ・エントリのフリー・プールから割り振られた新しいアキュムレータ・レジスタ・エントリに書き込まれる。ｉＴａｇチェックポイント境界は、多数の基準に従って定義することができる。例えば、１つの実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリは、チェックポイント開始ｉＴａｇ後に数「Ｎ」の命令（ｉＴａｇ）、例えば６４個の命令をディスパッチした後、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリをターゲットとする命令に応答して、リネームされる。別の実施形態では、新しいチェックポイントは、Ｎ番目の命令ごと、例えば６４個の命令ごとに開始することができる。

一例では、規定の又は所定のｉＴａｇ境界は、６４個の命令（ｉＴａｇ）に基づくことができるが、異なる数「Ｎ」の命令（ｉＴａｇ）を設定又は使用すること、又は異なるＮ番目の命令を使用することも考えられる。例えば、最後のチェックポイント開始ｉＴａｇ以降にどの数「Ｎ」の命令がディスパッチされたかを設定すること、又はどの「Ｎ番目」ごとの命令を設定するかは、演算の前又は演算中に変化することがあり、１つの態様では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルに施されているフラッシュ・オペレーションの数に応じて変化し得る。アキュムレータ・レジスタ・ファイルをリネームするのに利用可能な、アキュムレータ・レジスタ・ファイル内の十分なアキュムレータ・レジスタ・エントリがない場合、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをターゲットとする命令は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリが空くまで、ディスパッチでストールする。

１つ又は複数の実施形態において、チェックポイントは、アクティブでないアキュムレータ・レジスタ・エントリをターゲットとする第１の命令（ｉＴａｇ）によって作成される。１つ又は複数の実施形態において、これは、アキュムレータ・レジスタがプライムされたとき、又は次のチェックポイントへｉＴａｇ境界を越えた後の第１のアキュムレータ演算のときに行われる。１つの実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルに対するプライム命令は、メイン・レジスタ・ファイル・エントリ（ＲＦＴａｇ）をアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリに割り当てる。一例では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルに対するプライム命令は、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングされたメインＶＳレジスタ・エントリごとに１つ、４つのＲＦＴａｇを割り当てる。１つの実施形態では、これらは、新しい「プライム」命令がディスパッチされるまで、アキュムレータ・レジスタに割り当てられたＲＦＴａｇしかない。新しいプライム命令がディスパッチされると、前のメインＶＳレジスタ・マッピングは、履歴バッファ（ＳＲＢ）にエビクトされる。

１つの実施形態におけるディスパッチ論理は、アクティブでないアキュムレータ・レジスタ・エントリ（例えば、プライム命令）をターゲットとするアキュムレータ演算を探す。ディスパッチ論理は、どのタイプの命令かを検出し、適切な高密度数学実行ユニット演算命令、例えば、ＭＭＡ（「ｇｅｒ」）命令が検出された場合、アキュムレータ・レジスタをプライムさせる。１つ又は複数の実施形態におけるディスパッチ論理は、命令が新しいチェックポイント、例えば、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの同じグループを用いて処理される命令のセットを作成していることを検出する。１つ又は複数の実施形態において、ディスパッチは、チェックポイント開始ｉＴａｇをＩＣＴに送る。ＩＣＴは、この命令をマーク付けし、チェックポイントを開始する。チェックポイント内の全ての命令は、一緒に完了する。チェックポイント開始ｉＴａｇはまた、ディスパッチ・ユニット内にも格納され、１つの実施形態では、特別な完了／例外マクロ（ＳｐＣｏｍｐ）に格納される。

さらに、１つ又は複数の実施形態において、ディスパッチ論理は、チェックポイントｉＴａｇ境界を越えた後、アクティブなアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリをターゲットとする第１のアキュムレータ演算を探す。つまり、１つの実施形態では、チェックポイント境界を越えた後、累算命令（例えば、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリをターゲットとする命令）に応答して、新しいチェックポイントが開始する（そして、新しいチェックポイント開始ｉＴａｇが識別される）。次のチェックポイント境界は、１つの実施形態では、前のチェックポイント開始ｉＴａｇの後に「Ｎ」個の命令（ｉＴａｇ）をディスパッチすることに基づいて、設定もしくは決定、又はその両方が行われる。命令の数「Ｎ」は、チェックポイント開始ｉＴａｇから計算され、ｉＴａｇ境界を決定する。１つの実施形態におけるディスパッチは、新しいチェックポイントが開始していることをマッパに通知し、マッパは、アキュムレータ・レジスタ・エントリをリネームする。代替的な実施形態では、チェックポイント境界は、Ｎ番目の命令ごとに基づいて、例えば、６４、１２８、１９２、２５６等の命令において設定される。

１つの態様におけるディスパッチ・ユニットは、最も若い／現在のチェックポイント開始ｉＴａｇを追跡する。チェックポイント開始ｉＴａｇより若い全ての命令は、そのチェックポイントに属する。これらの命令は、累算命令、又は例えば分岐などの他の独立した演算、制御命令、ロード命令、もしくはストア命令、又はその組み合わせとすることができる。ＩＣＴは、ディスパッチからのチェックポイント開始ｉＴａｇを有する実施形態において提供され、どの命令がチェックポイント内にあるかを決定し、例えば、そのマスクを構築する。例えば、ＩＣＴエントリ内に提供されチェックポイント開始ｉＴａｇとして、又はチェックポイントｉＴａｇにおけるような命令を識別するために、１つの態様において、追加ビットが提供される。一例において、チェックポイント開始命令がｉＴａｇ ０ｘ０５であり、チェックポイント境界が６４個の命令ごと、例えばＮ番目の命令ごとに基づく場合、ｉＴａｇ ０－４はチェックポイントの外側にあり、ｉＴａｇ ５－６３はチェックポイントの内側にある。ディスパッチは、最も若い／現在のチェックポイント開始ｉＴａｇを有し、１つの命令が新しいチェックポイントをいつトリガするかを検出する。ディスパッチは、（それ自身の論理を通して）ディスパッチされた命令の数を認識し、アキュムレート命令がいつディスパッチされるかを検出する。ｉＴａｇ境界を越えた後、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをターゲットとすることに応答して、１つの実施形態におけるディスパッチは、新しいチェックポイントが開始されていることをマッパに通知し、マッパはアキュムレータ・レジスタ・エントリをリネームする。１つの実施形態において、新しいチェックポイントを開始するために、ビット又はコード化が使用され、例えば設定され、新しいアキュムレータ・タグ（ＡＣＣｔａｇ）を割り当て、古いアキュムレータ・レジスタ・エントリを調達する。１つ又は複数の実施形態において、ディスパッチは、新しいチェックポイント開始ｉＴａｇをＩＣＴに送り、ＩＣＴは新しいチェックポイントを開始する。新しいチェックポイント開始ｉＴａｇは、ディスパッチ・ユニットにも格納され、１つの実施形態では、特別な完了／例外マクロ（ＳｐＣｏｍｐ）に格納される。

一例において、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、スレッドごとに最大３つのチェックポイントを保持する。スレッドごとに最大３つのチェックポイントがある例では、１つの態様における特別な完了マクロ（ＳｐＣｏｍｐ）は、スレッドごとに最大３つのチェックポイント開始ｉＴａｇを格納する。スレッドあたりの他の数のチェックポイントの他の数、例えば、スレッドあたり４つのチェックポイントも考えられ、それは、アキュムレータ・レジスタ・ファイルのサイズに部分的に依存する。別個のアキュムレータ・レジスタ・ファイルのフリーリスト（free list）は、割り当てられた及び空いているアキュムレータ・レジスタ・ファイル・タグ（ＡＣＣｔａｇ）のカウントを維持し、追跡する。

アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリを自由にしてフリーリストに戻し、それらを再利用できるようにするために、チェックポイント内の命令を完了させるべきである。ＩＣＴはチェックポイント内の命令（ｉＴａｇ）（アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの同じグループにマッピングされた命令のセット）の完了ビットを調べ、チェックポイント内の全ての命令が終了した場合、チェックポイントは完了する。チェックポイントが完了すると、そのチェックポイントに対応するアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのマッピングが解放され、それらのアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリを自由にしてアキュムレータ・レジスタ・ファイルのフリーリストに戻す。チェックポイント開始ｉＴａｇが０ｘ０５であり、ｉＴａｇ ５－６３がチェックポイント内にある例では、チェックポイントを終了できる前にｉＴａｇ ６－６３を終了する必要がある。チェックポイントを完了するために、１つの実施形態では、ｉＴａｇ ０ｘ０５はｎｅｘｔ－ｔｏ－ｆｉｎｉｓｈ（ＮＴＦ）であるべきであり、チェックポイント内の全ての他の命令を終了させ、ＳｐＣｏｍｐマクロがチェックポイント開始命令（ｉＴａｇ）を終了させる。１つの実施形態におけるチェックポイント開始ｉＴａｇは、終了すべきチェックポイントにおける最後の命令である。１つ又は複数の実施形態において、ＳｐＣｏｍｐマクロは、前のチェックポイントの終了／完了を処理する一方で、現在のチェックポイント開始命令（ｉＴａｇ）を格納してもいる。

１つの例において、チェックポイント０は、アキュムレータの結果（例えば、高密度数学実行ユニットの結果）をアキュムレータ・レジスタ・ファイルのエントリ０：７にマッピングする。チェックポイント１は、アキュムレータの結果（例えば、高密度計算実行ユニットの結果）をアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ８：１５にマッピングし、チェックポイント０のマッピングをエビクトさせる。チェックポイント・マッピングは、それがアキュムレータ・レジスタ・エントリであることを示すビット又はタグのコード化（例えば、ＳＴＦｔａｇなど）を用いて履歴バッファ（ＳＲＢ）にエビクトされる。チェックポイント・マッピングが履歴バッファ（ＳＲＢ）にエビクトされる間、アキュムレータ・レジスタ・エントリ内のデータは、チェックポイントのためにアキュムレータ・レジスタ・エントリに保持される。１つの実施形態におけるチェックポイント開始ｉＴａｇは、発行キュー（ＩＳＱ）によって終了されない。これは、チェックポイント開始ｉＴａｇより若い命令の完了をブロックする。１つの実施形態において、チェックポイント開始命令は、終了しないようにタグ付けされるか、又は例外により終了する。チェックポイント２は、アキュムレータの結果（例えば、高密度数学実行ユニットの結果）を、アキュムレータ・レジスタ・ファイルエントリ１６：２３にマッピングし、履歴バッファ（ＳＲＢ）へのチェックポイント１のマッピングをエビクトする。チェックポイント１が完了すると、チェックポイント０のマッピングがＳＲＢから解放され、アキュムレータ・エントリ０：７（例えば、チェックポイント０のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ（ＡＣＣｔａｇ））を解放してフリーリストに戻す。これらのエントリ（タグ）は、新しいチェックポイント内の新しい命令に割り当てるように利用可能である。

分岐ミス又ロード・ミスのためにチェックポイント内にフラッシュが存在する場合、チェックポイント全体をフラッシュする必要がある。１つの態様における例外マクロは、フラッシュｉＴａｇをスレッドのチェックポイント開始ｉＴａｇと比較し、新しいフラッシュ要求を生成し、チェックポイント開始ｉＴａｇをフラッシュし、前のチェックポイントを復元する。例外マクロは、フラッシュされたばかりのチェックポイント開始ｉＴａｇを無効にしなければならない。履歴バッファ（ＳＲＢ）は、チェックポイントにおいて変更されたあらゆる他のＧＰＲ又はＶＳＲと共に、マッパへの前のアキュムレータ・レジスタ・マッピングを復元する。履歴バッファ（ＳＲＢ）は、前のチェックポイント開始ｉＴａｇをディスパッチ及び例外マクロの両方に復元する。前のチェックポイントがまだ完了していないことがあり、前のチェックポイントを終了するために、チェックポイント開始ｉＴａｇが必要とされる。

アキュムレータ・レジスタ・ファイルのフラッシュ演算の一例が、以下の表１、表２、表３を参照して示される。表１及び表３はマッパ内のデータを示し、表２は履歴バッファ（ＳＲＢ）内のデータを示す。表１～表３では、チェックポイント０開始ｉＴａｇが太字で示される。チェックポイント０の開始ｉＴａｇは０ｘ０Ｆ（ｉＴａｇ ０ｘ０Ｆ－０ｘ３Ｆ）であり、チェックポイント１の開始ｉＴａｇは０ｘ４０（ｉＴａｇ ０ｘ４０～０ｘ７Ｆ）である。表１は、フラッシュ演算前のマッパにおけるデータを示し、表２は、フラッシュ演算前の履歴バッファ（ＳＲＢ）内のデータを示す。

表１は、マッパ・エントリが現在チェックポイント１のデータを有し、マッパ・エントリは各アキュムレータ命令についての新しいｉＴａｇで更新されているが、チェックポイント開始から割り当てられたアキュムレータ・タグ（ＡＣＣｔａｇ）を保持することを示す。履歴バッファ又はＳＲＢは、チェックポイント０のデータを有する。プロセッサにおいて、フラッシュｉＴａｇが０ｘ４７であり、それはチェックポイント１の一部である、フラッシュ・オペレーションがある。この例では、チェックポイント１は０ｘ４０のチェックポイント開始ｉＴａｇを有するので、プロセッサは、チェックポイント開始ｉＴａｇ ０ｘ４０をフラッシュし、前のチェックポイントを復元する。チェックポイント開始ｉＴａｇ ０ｘ４０をフラッシュすることにより、履歴バッファ（ＳＲＢ）エントリ０－４（チェックポイント０）が復元され、マッパが更新される。チェックポイント０のデータは、表３の網掛けされた列に示されるマッパにおいて更新される。

図７は、１つの実施形態において、本開示の実施形態に従った、プロセッサにおいて高密度数学命令、例えばＭＭＡ（「ｇｅｒ」）命令を処理し、これに対処することを含む、プロセッサにおいてデータを処理する方法、例えば命令を実行する方法を示し、説明する一実施形態による例示的なフローチャートである。より具体的には、１つの態様における方法は、多数の演算又は命令の後に、チェックポイント化すること、例えば、データをリネームし、新しいアキュムレータ・レジスタ・エントリに書き込むことに向けられる。方法７００は、便宜上説明されているものであり、一連のステップもしくは多数のステップ、又はその両方を含むものとして本開示を限定する意図を有しておらず、プロセスは、一連のステップもしくは多数のステップ、又はその両方として実行される必要はなく、及び／又はステップは、図７に関して示され、説明される順序で実行される必要はなく、プロセスを統合してもよく、及び／又は１つ又は複数のステップを一緒に、同時に実行してもよく、又はステップは、開示された順序でもしくは代替的な順序で実行してもよいことが理解されるであろう。

図７の方法７００は、プロセッサにおけるデータの処理に関し、より具体的には、高密度数学実行ユニット、例えばＭＭＡ実行ユニットを用いて高密度数学演算に対処することに関する。より具体的には、１つの態様における方法７００は、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをチェックポイント化すること、例えば、チェックポイント境界を越えた後、例えば多数の演算／命令の後、又は複数（Ｎ番目）の命令の後に、データをリネームし、１つ又は複数の新しいアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリに書き込むことに向けられる。７０５において、高密度数学実行ユニットが提供される。一例において、高密度数学実行ユニットは、行列乗算アキュムレータ（ＭＭＡ）ユニットである。１つ又は複数の例では、高密度数学実行ユニットは、推論エンジンとして配置された複数のＭＭＡユニットとすることができる。他の高密度数学実行ユニットも考えられる。

１つ又は複数の実施形態において、７１０において、アキュムレータ・レジスタ・ファイルが、好ましくは高密度数学実行ユニットと関連して提供される。アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、１つの実施形態では、高密度数学実行ユニットの１つ又は複数に対してローカルであり、１つの態様では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、ＭＭＡユニット内に存在する。好ましくは、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、プロセッサ内のメイン・レジスタ・ファイルのビット・フィールド幅より広いビット・フィールド幅を有する。１つの実施形態におけるアキュムレータ・レジスタ・ファイルは、５１２ビット幅であるが、プロセッサ内のメイン・レジスタ・ファイルは１２８ビット幅である。アキュムレータ・レジスタに対して、他のビット幅も考えられる。１つの態様によれば、１つより多いメイン・レジスタ・ファイル・エントリをアキュムレータ・レジスタ・ファイルにマッピングすることができる。例えば、演算中に４つの連続したメイン・レジスタ・ファイルが、１つのアキュムレータ・レジスタ・ファイルにマッピングされる。代替的な実施形態では、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、メイン・レジスタ・ファイルと統一され、その中に存在する。アキュムレータ・レジスタを組み込む統一されたレジスタ・ファイルは、好ましくは、高密度数学実行ユニットと関連付けられる。

１つ又は複数の実施形態において、７１５において、アキュムレータ・レジスタ・ファイルがプライムされる。１つ又は複数の実施形態において、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのグループがプライムされる。１つの実施形態では、高密度数学実行ユニット演算についての命令に応答して、アキュムレータ・レジスタ・ファイル、例えば１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのグループがプライムされる。例えば、アキュムレータ・レジスタ・ファイルが高密度数学実行ユニット演算のソースである場合、アキュムレータ・レジスタ・ファイルがプライムされる。アキュムレータ・レジスタ・ファイルのプライムは、１つの実施形態においては、アキュムレータ・レジスタ・ファイル内のデータを、メイン・レジスタ・ファイル、例えばＶＳレジスタ・ファイル内に存在するデータ、又はメイン・メモリ内に存在するデータと同期させることを含む。例えば、プライム命令は、データをメイン・レジスタ・ファイルからアキュムレータ・レジスタ・ファイルへ移動させることができる。アキュムレータ・レジスタ・ファイルのプライムは、アキュムレータ・レジスタ・ファイル内のデータをクリアすること、例えばアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ内のデータをゼロに設定することを含むこともできる。１つ又は複数の実施形態において、高密度数学命令、例えばＭＭＡ「ｇｅｒ」命令は、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・ソース・データを有しないことがあり、その高密度数学命令は、自己プライミング（self-priming）と考えられる。１つ又は複数の態様におけるアキュムレータ・レジスタ・ファイルは、それがメイン・レジスタ・ファイル、メイン・メモリから、又は自己プライミング命令の結果として、最初に書き込まれるときにプライムされる（ここで、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ内のデータはゼロに設定される）。１つ又は複数の実施形態において、アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、アキュムレータ・レジスタ・ファイルのリネームを割り当て、アキュムレータ・レジスタ・ファイルはプライムされ、アキュムレータ・レジスタ・ファイル内のデータの値は、メイン・レジスタ・ファイル内の値、メイン・メモリ内の値、又はゼロに設定される。

７１５において、１つ又は複数の実施形態において、チェックポイントが作成され、例えば開始され、チェックポイント開始ｉＴａｇが格納される。１つの態様では、ディスパッチ・ユニットは、チェックポイントを開始する命令を検出する。１つの実施形態におけるＩＣＴは、チェックポイントを開始し、１つの実施形態においては、チェックポイント開始ｉＴａｇが、ディスパッチ・ユニットもしくは特別な完了／例外マクロ（ＳｐＣｏｍｐ）、又はその両方に格納される。高密度数学実行ユニット、例えばＭＭＡもしくは推論エンジン、又はその両方は、１つ又は複数の実施形態では、７２０において、高密度数学演算が施される。つまり、高密度数学演算は、１つ又は複数の高密度数学実行ユニット、例えば推論エンジンもしくはＭＭＡユニット、又はその両方を用いて実行される。

７３０において、チェックポイント境界を越えているかどうかを判断する。チェックポイント境界を越えていない場合（７３０：いいえ）、７４０において、高密度数学ユニット演算の結果が、現在使用されているアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ、例えば使用中のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにライトバックされる。つまり、一例では、高密度数学実行ユニット演算の際、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリは、ソース及びターゲットの両方として使用される。高密度数学実行ユニットの結果は、好ましくは、リネームすることなく、同じターゲット・アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリに複数回ライトバックされる。つまり、１つの実施形態では、単一のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・ターゲットのリネームは、複数回再書き込みすることができる。１つ又は複数の態様において、高密度数学実行ユニット命令、例えば「ｇｅｒ」命令に応答して、メイン・レジスタ・ファイルへのライトバックがなく、代わりに、高密度数学実行ユニット、例えばＭＭＡユニットに対してローカルであるアキュムレータ・レジスタが結果を格納する一方、メイン・レジスタ・ファイルは結果を格納しない。このようにして、高密度数学実行ユニット、例えば推論エンジンもしくはＭＭＡユニット、又はその両方は、メイン・レジスタ・ファイル・エントリをリネームすることなく動作する。１つの実施形態では、高密度数学実行ユニットが結果をアキュムレータ・レジスタにライトバックすることに応答して、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリは、フラグが立てられ、又はマーク付けされる、例えばダーティとマーク付けされる。

７３０において、チェックポイント境界を越えた、又は越えることになると判断された場合（７３０：はい）、７３５において、アキュムレータ・レジスタ・ファイルに対する新しいチェックポイントが開始され（例えば、新しいアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリがプライムされ）、新しいチェックポイント開始ｉＴａｇが格納される。７３５において新しいチェックポイントが開始された場合、次に、７４０において、高密度数学実行ユニット演算の結果が、新しいアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ、例えば新しいアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリが作成された以降、現在使用中のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにライトバックされる。このようにして、高密度数学実行ユニットの結果が、例えばｉＴａｇ境界を越えるまでなど１回又は複数回、同じアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにライトバックされた後、命令がアキュムレータ・レジスタ・ファイルをターゲットとする場合、新しいアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリが割り当てられ、高密度数学実行ユニット演算の結果を受け取る。１つの態様において、新しいチェックポイントは、アクティブでないアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリをターゲットにするように、第１のｉＴａｇによって作成される。１つの態様においてｉＴａｇ境界を越えた後の第１のアキュムレータ演算は、新しいチェックポイントを開始もしくは作成する、又はその両方を行う。１つ又は複数の実施形態において、古いアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ内の結果は、古いアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ内に残る。代替的に、１つの態様における古い前のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのマッピングをエビクトすることができる。

新しいチェックポイントを開始又は作成するかどうか、及びその頻度は、多数の要因又は基準に基づくことができる。１つの実施形態によれば、チェックポイントの開始以降にディスパッチされた命令の数「Ｎ」を用いて、チェックポイント境界を作成することができる。この態様において、チェックポイント境界は、チェックポイント開始ｉＴａｇの後の命令（ｉＴａｇ）の「Ｎ」の数に設定することができる。数「Ｎ」は、所望の性能に応じて、規定すること、予め決定すること、予め設定することし、もしくは変更すること、又はその組み合わせを行うことができる。多くのフラッシュが予想されない場合、チェックポイントの前にディスパッチされる命令の数「Ｎ」を大きくすること、又は増大させることができる。説明される例では、チェックポイント開始ｉＴａｇ以降の命令（ｉＴａｇ）の規定された数「Ｎ」は、６４とすることができるが、他の数も考えられる。この点に関して、チェックポイント開始ｉＴａｇがディスパッチされて以降にディスパッチすべき命令の数が計算され、チェックポイントが開始して以降ディスパッチされた命令の数が数「Ｎ」に等しいか又それより大きい場合、チェックポイント境界を越え、７３５において、新しいチェックポイントが作成される又は作成されることになる。チェックポイント開始ｉＴａｇがディスパッチされて以降ディスパッチすべき命令の数ＮがＮを下回る場合、チェックポイント境界は越えず、７４０において、現在使用中のアキュムレータ・レジスタ・ファイルを用いて、高密度数学演算の結果をライトバックする。

代替的に、チェックポイント境界は、Ｎ番目の命令ごととすることもできる。つまり、Ｎ番目の命令ごとに、新しいチェックポイント境界がある。従って、Ｎ番目の命令が６４個に設定される例では、チェックポイント境界は６４の命令、１２８の命令、１９２の命令（６４×Ｎ）等にある。この例では、チェックポイント境界ｉＴａｇが計算され、決定され、命令がそれらのチェックポイント境界の１つを通過すると、新しいアキュムレータ・レジスタ・エントリがプライムされ、７４０において、結果が新しいアキュムレータ・レジスタ・エントリに書き込まれる。

７４５において、次の命令が高密度数学実行ユニット演算の一部であるかどうかが判断される。つまり、高密度数学演算が完了したかどうかが判断される。高密度数学演算が完了したかどうかを判断することができる１つの方法は、アキュムレータ・レジスタ・ファイルがいつプライム解除されるかである。高密度数学演算が完了していない場合、又は次の命令が高密度数学演算の一部である、例えば、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリをターゲットとする場合（７４５：はい）、７４５において、方法は７２０に進み、高密度数学実行ユニット演算を実行する。１つの実施形態において、高密度数学実行ユニット演算が完了すると（７４５：いいえ）、７５０において、アキュムレータ・レジスタ・ファイルの結果は、メイン・レジスタ・ファイル、もしくはメイン・メモリ、又はその両方にライトバックされる。１つの実施形態では、アキュムレータ・レジスタがプライム解除され、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリ内の値がメイン・レジスタ・ファイル（又はメイン・メモリ）に書き込まれ、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリが割り当て解除される。これに関して、使用中の及び完了した現在のチェックポイント化されたアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エント内の結果が、メイン・レジスタ・ファイルに書き込まれる。１つの実施形態によると、メイン・レジスタ・ファイルは、命令、例えば、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリからメイン・レジスタ・ファイルへの移動命令（ｘｘｍｆａｃｃ）、及びアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリからの移動及びストア命令（ｓｔｘａｃｃ）に応答して、ライトバックされる。アキュムレータ・レジスタの結果は、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングされたメイン・レジスタ・ファイル・エントリが調達され又はターゲットにされ、かつ、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリがダーティであるときにも、メイン・レジスタ・ファイルにライトバックされる。１つの態様では、定義されたアキュムレータ読み出しアキュムレータ命令は、データを、アキュムレータ・レジスタ・ファイルからメイン・レジスタ・ファイルへ移動する。１つの実施形態では、アキュムレータが読み出された後、一連のストア演算、例えば、「オクト・ワード／クワッド・ワード」ストア演算が、メイン・レジスタ・ファイルを読み出し、メイン・メモリに書き込む。

１つの実施形態において、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリがダーティであり、メイン・レジスタによってアクセスされると、ハードウェアは、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライム解除する。１つの態様では、メイン・レジスタ・ファイル・エントリがターゲットとされ、マッピングされたアキュムレータ・レジスタ・エントリがプライムされると、アキュムレータ・レジスタがダーティでなかった場合でも、ハードウェアは、アキュムレータ・レジスタをプライム解除する。ハードウェアは、全てのアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリをメイン・レジスタ・ファイルにライトバックするシーケンスを実行し、メイン・レジスタ・ファイル・エントリをターゲットとする演算が実行され、各アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリがリネーム・プール、例えばフリーリストから割り当て解除される。

１つの態様において、高密度数学命令、例えば「ｇｅｒ」命令が、最後のプライム解除（例えば、ｘｘｍｔａｃｃ又はｌｄａｃｃによる）以降にプライムされなかったアキュムレータ・レジスタ・ファイルを調達すると、ハードウェアは、そのアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリをプライムする。１つの態様では、ハードウェアは、アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムし、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリを割り当てる（リネームする）シーケンスを実行する。次いで、高密度数学命令が実行される。

本発明は、システム、方法もしくはコンピュータ・プログラム製品又はそれらの組み合わせを、いずれかの可能な技術的詳細レベルで統合したものとすることができる。コンピュータ・プログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読ストレージ媒体（単数又は複数）を含むことができる。

コンピュータ可読ストレージ媒体は、命令実行デバイスにより使用される命令を保持及び格納できる有形デバイスとすることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体は、例えば、これらに限定されるものではないが、電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光ストレージ・デバイス、電磁気ストレージ・デバイス、半導体ストレージ・デバイス、又は上記のいずれかの適切な組み合わせとすることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体のより具体的な例の非網羅的なリストとして、以下のもの、すなわち、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブル・コンパクト・ディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリ・スティック、フロッピー・ディスク、パンチカードもしくは命令がそこに記録された溝内の隆起構造のような機械的にエンコードされたデバイス、及び上記のいずれかの適切な組み合わせが挙げられる。本明細書で使用される場合、コンピュータ可読ストレージ媒体は、電波、又は他の自由に伝搬する電磁波、導波管もしくは他の伝送媒体を通じて伝搬する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通る光パルス）、又はワイヤを通って送られる電気信号などの、一時的信号自体として解釈されない。

本明細書で説明されるコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読ストレージ媒体からそれぞれのコンピューティング／処理デバイスに、又は、例えばインターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワーク、及び／又は無線ネットワークなどのネットワークを介して外部コンピュータ又は外部ストレージ・デバイスにダウンロードすることができる。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、もしくはエッジ・サーバ、又はそれらの組み合わせを含むことができる。各コンピューティング／処理デバイスにおけるネットワーク・アダプタ・カード又はネットワーク・インターフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受け取り、コンピュータ可読プログラム命令を転送して、それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のコンピュータ可読ストレージ媒体内に格納する。

本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路のための構成データ、又は、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、及び、「Ｃ」プログラミング言語もしくは類似のプログラミング言語などの従来の手続き型プログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されるソース・コード又はオブジェクト・コードとすることができる。コンピュータ可読プログラム命令は、完全にユーザのコンピュータ上で実行される場合もあり、一部がユーザのコンピュータ上で、独立型ソフトウェア・パッケージとして実行される場合もあり、一部がユーザのコンピュータ上で実行され、一部が遠隔コンピュータ上で実行される場合もあり、又は完全に遠隔コンピュータもしくはサーバ上で実行される場合もある。最後のシナリオにおいて、遠隔コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含むいずれかのタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続される場合もあり、又は外部コンピュータへの接続がなされる場合もある（例えば、インターネットサービスプロバイダを用いたインターネットを通じて）。幾つかの実施形態において、例えば、プログラム可能論理回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、又はプログラム可能論理アレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路は、本発明の態様を実施するために、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することによってコンピュータ可読プログラム命令を実行して、電子回路を個別化することができる。

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図もしくはブロック図又はその両方を参照して説明される。フローチャート図もしくはブロック図又はその両方の各ブロック、並びにフローチャート図もしくはブロック図又はその両方におけるブロックの組み合わせは、コンピュータ可読プログラム命令によって実装できることが理解されるであろう。

これらのコンピュータ可読プログラム命令を、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに与えて機械を製造し、それにより、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサによって実行される命令が、フローチャートもしくはブロック図又は両方の１つ又は複数のブロック内で指定された機能／動作を実施するための手段を作り出すようにすることができる。これらのコンピュータ・プログラム命令を、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置もしくは他のデバイス又はその組み合わせを特定の方式で機能させるように指示することができるコンピュータ可読媒体内に格納し、それにより、そのコンピュータ可読媒体内に格納された命令が、フローチャートもしくはブロック図又は両方の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作の態様を実施する命令を含む製品を含むようにすることもできる。

コンピュータ可読プログラム命令を、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードして、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上で行わせてコンピュータ実施のプロセスを生産し、それにより、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令が、フローチャートもしくはブロック図又は両方の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実行するためのプロセスを提供するようにすることもできる。

図面内のフローチャート及びブロック図は、本発明の様々な実施形態による、システム、方法、及びコンピュータ・プログラム製品の可能な実装の、アーキテクチャ、機能及び動作を示す。この点に関して、フローチャート内の各ブロックは、指定された論理機能を実装するための１つ又は複数の実行可能命令を含む、モジュール、セグメント、又はコードの一部を表すことができる。幾つかの代替的な実装において、ブロック内に示される機能は、図に示される順序とは異なる順序で生じることがある。例えば、連続して示される２つのブロックは、関与する機能に応じて、実際には実質的に同時に実行されることもあり、又はこれらのブロックはときとして逆順で実行されることもある。ブロック図もしくはフローチャート図又は両方の各ブロック、及びブロック図もしくはフローチャート図又はその両方におけるブロックの組み合わせは、指定された機能又は動作を実行する、又は専用のハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせを実行する、専用ハードウェア・ベースのシステムによって実装できることにも留意されたい。

さらに、種々の実施形態によるシステムは、プロセッサと、プロセッサと統合され、及び／又はプロセッサによって実行可能な論理とを含むことができ、論理は、本明細書に記載されるプロセス・ステップの１つ又は複数を実行するように構成される。それと統合されるとは、プロセッサが、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）等のようなハードウェア論理としてそこに組み込まれた論理を有するということを意味する。プロセッサによって実行可能であるとは、論理がハードウェア論理、ファームウェア、オペレーティング・システムの一部、アプリケーション・プログラムの一部などのソフトウェア論理、又はプロセッサによってアクセス可能であり、プロセッサによる実行時にプロセッサに何らかの機能を実行させるように構成されたハードウェア及びソフトウェア論理の何らかの組み合わせであることを意味する。ソフトウェア論理は、当技術分野において知られているように、任意のメモリ・タイプのローカル・メモリもしくは遠隔メモリ、又はその両方に格納することができる。ソフトウェア・プロセッサ・モジュール、もしくはＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、集積回路（ＩＣ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、又はそれらの組み合わせなどのハードウェア・プロセッサといった、当技術分野において知られている任意のプロセッサを使用することができる。

前述のシステムもしくは方法、又はその両方の種々の特徴を任意の方法で組み合わせて、上記に示した説明から複数の組み合わせを作成できることが明らかであろう。

本発明の実施形態は、オン・デマンドでサービスを提供するために顧客のためにデプロイされるサービスの形で提供できることが、さらに理解されるであろう。

本開示の種々の実施形態の説明は、例証の目的のために提示されたが、これらは、網羅的であること、又は開示した実施形態に限定することを意図するものではない。当業者には、説明される実施形態の範囲から逸脱することなく、多くの修正及び変形が明らかであろう。本明細書で用いられる用語は、実施形態の原理、実際の適用、又は市場に見られる技術に優る技術的改善を最もよく説明するため、又は、当業者が、本明細書に開示される実施形態を理解するのを可能にするために選択された。

Claims (19)

1. 情報を処理するためのコンピュータ・システムであって、前記コンピュータ・システムは、
   命令を処理するための回路及び論理を有する少なくとも１つのプロセッサを含み、前記プロセッサは、
   前記少なくとも１つのプロセッサと関連付けられたメイン・レジスタ・ファイルであって、データを格納するための回路及び複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリと、データを前記メイン・レジスタ・ファイル・エントリに書き込むための１つ又は複数の書き込みポートと、データを前記メイン・レジスタ・ファイル・エントリから読み出すための１つ又は複数の読み出しポートとを有する、メイン・レジスタ・ファイルと、
   回路及び論理を有し、高密度数学実行ユニットを含む、１つ又は複数の実行ユニットと、
   データを格納するための回路及び複数のエントリを有し、前記高密度数学実行ユニットと関連付けられた、少なくとも１つのアキュムレータ・レジスタ・ファイルと
   を含み、
   前記プロセッサは、前記高密度数学実行ユニット内のデータを処理するように構成され、前記高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第１のグループに書き込まれ、チェックポイント境界を越えた後、前記高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループに書き込まれ、
   前記プロセッサは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第１及び第２のグループから前記メイン・レジスタ・ファイルにデータを書き込むようにさらに構成される、
   コンピュータ・システム。
2. 前記プロセッサは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第１のグループに結果を複数回ライトバックするように構成される、請求項１に記載のコンピュータ・システム。
3. 前記プロセッサは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第１及び第２のグループ内のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングされたメイン・レジスタ・ファイル・エントリにアクセスする命令に応答して、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第１及び第２のグループから複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリにデータを書き込むように構成される、請求項１に記載のコンピュータ・システム。
4. 前記高密度数学実行ユニットは、前記メイン・レジスタ・ファイルに書き込む必要なしに、前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルに読み書きすることができるように構成された、請求項１に記載のコンピュータ・システム。
5. 前記高密度数学実行ユニットは、行列乗算アキュムレータ（ＭＭＡ）ユニットであり、前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルは、前記ＭＭＡ内に配置される、請求項４に記載のコンピュータ・システム。
6. 情報を処理するためのコンピュータ・システムであって、前記コンピュータ・システムは、
   命令を処理するための回路及び論理を有する少なくとも１つのプロセッサを含み、前記プロセッサは、
   前記少なくとも１つのプロセッサと関連付けられたメイン・レジスタ・ファイルであって、データを格納するための回路及び複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリと、データを前記メイン・レジスタ・ファイル・エントリに書き込むための１つ又は複数の書き込みポートと、データを前記メイン・レジスタ・ファイル・エントリから読み出すための１つ又は複数の読み出しポートとを有する、メイン・レジスタ・ファイルと、
   回路及び論理を有し、高密度数学実行ユニットを含む、１つ又は複数の実行ユニットと、
   データを格納するための回路及び複数のエントリを有し、前記高密度数学実行ユニットと関連付けられた、少なくとも１つのアキュムレータ・レジスタ・ファイルと
   を含み、
   前記プロセッサは、前記高密度数学実行ユニット内のデータを処理するように構成され、前記高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第１のグループに書き込まれ、チェックポイント境界を越えた後、前記高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループに書き込まれ、
   前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルのビット・フィールド幅は、前記メイン・レジスタ・ファイルのビット・フィールド幅よりも広い、コンピュータ・システム。
7. 前記アキュムレータ・レジスタ・ファイル内の各エントリは、複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングされる、請求項６に記載のコンピュータ・システム。
8. 命令をディスパッチするための回路及び論理を有するディスパッチ・ユニットと、
   ディスパッチされた命令を追跡するための回路及び論理と、データを格納するための複数のエントリとを有する、命令完了テーブル（ＩＣＴ）と、
   １つ又は複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリを１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングするための回路及び論理を有するマッパと
   をさらに含み、
   前記ディスパッチ・ユニットは、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第２のグループが割り当てられていることを前記マッパに通知し、前記マッパは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第１のグループをアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第２のグループにリネームする、請求項１に記載のコンピュータ・システム。
9. 前記プロセッサは、前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルをターゲットにする命令に応答して、前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムしてデータを受け取るように構成され、前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムすることに応答して、第１のチェックポイントが作成され、前記ディスパッチ・ユニットが前記第１のチェックポイントに対応する第１のチェックポイント開始ｉＴａｇを前記ＩＣＴに送り、前記第１のチェックポイント開始ｉＴａｇを格納し、
   前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムすることは、前記ターゲットをリネームして前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルのエントリにマッピングすることを含む、
   請求項８に記載のコンピュータ・システム。
10. 前記チェックポイント境界は、前記第１のチェックポイント開始ｉＴａｇ以降にディスパッチされた命令の数「Ｎ」に基づいており、前記ディスパッチ・ユニットが前記数「Ｎ」の命令をディスパッチした後、前記ディスパッチ・ユニットは、ディスパッチされた命令が、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第２のグループの前記割り当てをトリガすることを検出し、第２のチェックポイントが作成される、請求項９に記載のコンピュータ・システム。
11. 前記第２のチェックポイントが作成されることに応答して、前記ディスパッチ・ユニットは、第２のチェックポイント開始ｉＴａｇを、前記第２のチェックポイントに対応する前記ＩＣＴに送り、前記第２のチェックポイント開始ｉＴａｇを格納する、請求項１０に記載のコンピュータ・システム。
12. 前記ディスパッチ・ユニットは、現在のチェックポイント開始ｉＴａｇを追跡し、前記現在のチェックポイント開始ｉＴａｇより若い全ての命令は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記それぞれのグループと関連付けられた前記チェックポイントに属する、請求項１１に記載のコンピュータ・システム。
13. 前記ＩＣＴは、前記ディスパッチ・ユニットによりディスパッチされた命令の前記数に基づいて、どの命令が前記それぞれのチェックポイントに属するかを判断する、請求項１０に記載のコンピュータ・システム。
14. 命令をチェックポイント開始ｉＴａｇとして又はチェックポイントｉＴａｇとして識別するために、ＩＣＴエントリにおいてコード化が提供される、請求項９に記載のコンピュータ・システム。
15. 前記それぞれのチェックポイント内の全ての命令（ｉＴａｇ）が終了するまで、各チェックポイントは完了せず、前記アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリは再利用のために解放されない、請求項１０に記載のコンピュータ・システム。
16. 前記ＩＣＴは、前記それぞれのチェックポイント内の全ての命令の完了ビットを調べ、前記それぞれのチェックポイント内の全ての前記命令が終了した場合、前記それぞれのチェックポイントは完了し、前記それぞれのチェックポイント・マッピングは、使用のために再割り当てする準備のできたアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリのフリーリストに解放される、請求項１５に記載のコンピュータ・システム。
17. 前記第２のチェックポイント内のフラッシュ・オペレーションに応答して、フラッシュｉＴａｇを第２のチェックポイント開始ｉＴａｇと比較し、前記第２のチェックポイントがフラッシュされ、前記第１のチェックポイント及び前記第１のチェックポイントのアキュムレータ・レジスタ・マッピングが復元される、請求項１０に記載のコンピュータ・システム。
18. 情報を処理するためのプロセッサであって、前記プロセッサは、
    前記少なくとも１つのプロセッサと関連付けられたメイン・レジスタ・ファイルであって、データを格納するための回路及び複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリと、データを前記メイン・レジスタ・ファイル・エントリに書き込むための１つ又は複数の書き込みポートと、データを前記メイン・レジスタ・ファイル・エントリから読み出すための１つ又は複数の読み出しポートとを有する、メイン・レジスタ・ファイルと、
    回路及び論理を有し、高密度数学実行ユニットを含む、１つ又は複数の実行ユニットと、
    データを格納するための回路及び複数のエントリを有し、前記高密度数学実行ユニットと関連付けられた少なくとも１つのアキュムレータ・レジスタ・ファイルであって、アキュムレータ・レジスタ・ファイルのビット・フィールド幅は前記メイン・レジスタ・ファイルのビット・フィールド幅よりも広い、少なくとも１つのアキュムレータ・レジスタ・ファイルと、
    命令をディスパッチするための回路及び論理を有するディスパッチ・ユニットと、
    ディスパッチされた命令を追跡するための回路及び論理と、データを格納するための複数のエントリとを有する、命令完了テーブル（ＩＣＴ）と、
    １つ又は複数のメイン・レジスタ・ファイル・エントリを１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリにマッピングするための回路及び論理を有するマッパと
    を含み、
    前記プロセッサは、前記高密度数学実行ユニット内のデータを処理するように構成され、前記高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第１のグループに複数回書き込まれ、チェックポイント境界を越えた後、前記高密度数学実行ユニットの結果は、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの第２のグループに書き込まれ、
    前記プロセッサは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第１及び第２のグループから前記メイン・レジスタ・ファイル・エントリにデータをライトバックするように構成される、プロセッサ。
19. 前記プロセッサは、前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルをターゲットにする命令に応答して、前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムしてデータを受け取るように構成され、前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムすることに応答して、第１のチェックポイントが作成され、前記ディスパッチ・ユニットは、前記第１のチェックポイントに対応する第１のチェックポイント開始ｉＴａｇを前記ＩＣＴに送り、前記第１のチェックポイント開始ｉＴａｇを格納し、さらに、前記チェックポイント境界は、前記第１のチェックポイント開始ｉＴａｇ以降にディスパッチされた命令の前記数「Ｎ」に基づいており、前記ディスパッチ・ユニットが前記数「Ｎ」の命令をディスパッチした後、前記ディスパッチ・ユニットは、ディスパッチされた命令が、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第２のグループの前記割り当てをいつトリガするかを検出し、第２のチェックポイントが作成され、前記ディスパッチ・ユニットは、アキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第２のグループに割り当てられることを前記マッパに通知し、前記マッパは、１つ又は複数のアキュムレータ・レジスタ・ファイル・エントリの前記第１のグループをファイル・エントリの前記第２のグループにリネームし、前記第２のチェックポイントが作成されることに応答して、前記ディスパッチ・ユニットは、前記第２のチェックポイントに対応する第２のチェックポイント開始ｉＴａｇを前記ＩＣＴに送り、前記第２のチェックポイント開始ｉＴａｇを格納し、
    前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルをプライムすることは、前記ターゲットをリネームして前記アキュムレータ・レジスタ・ファイルのエントリにマッピングすることを含む、
    請求項１８に記載のプロセッサ。

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