JPH08185380A

JPH08185380A - 並列計算機

Info

Publication number: JPH08185380A
Application number: JP6326768A
Authority: JP
Inventors: Yoshiko Yasuda; 淑子保田; Teruo Tanaka; 輝雄田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-16
Also published as: US5892923A

Abstract

(57)【要約】【目的】ネットワーク中の転送経路の負荷を均一に近付
け、種類の異なるメッセージ間の干渉を緩和し、構造が
簡単なネットワークを有する並列計算機を提供する。【構成】各プロセッサ（ＰＥ）は、送信すべきメッセー
ジの種別により属性設定テーブル３０５を参照して属性
情報を決定し、メッセージ内に組み込む。例えば、その
メッセージが、送信元のＰＥが自発的に送信するメッセ
ージであるか、他のメッセージを受信したことを通知す
るメッセージであるかに依存して、属性情報としてルー
トビットＲＢを０または１とする。各中継スイッチ（Ｅ
Ｘ）では、経路指示回路４００が、受信したメッセージ
内のＲＢビットによりルート指示テーブル６０１を参照
して、このメッセージが指定する受信ＰＥ番号に依存す
るメッセージ転送先を決める。各ＥＸには、複数の仮想
チャネル回路４０１−４０５が設けられ、各々は、メッ
セージ内のＲＢビットの異なる値に対応して予め割り当
てられた複数のバッファを有し、受信したメッセージを
そのメッセージ内のＲＢビットの値に対応するバッファ
に格納することにより異なるＭ間での干渉を減ずる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数のプロセッサ間でネ
ットワークを介してメッセージ転送を行なう並列計算機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】並列計算機用のネットワークに望まれる
性能の一つは、沢山のメッセージを転送できるいわゆる
高いスループットである。

【０００３】従来の並列計算機の多くは、ネットワーク
のルーティング方式として固定ルーティングを用いる。

【０００４】従来の固定ルーティングでは、すべてのメ
ッセージが例えば１次元方向から２次元方向へと同じ転
送手順で転送される。このことは、異なるメッセージ間
で、ある経路で競合が発生した場合でも同様である。こ
の場合、後から転送されたメッセージは、先に転送され
たメッセージが転送し終わった後に転送される。このル
ーティングを使用すると、ネットワークには、実際には
使用されない転送経路が発生する。そのため、従来の固
定ルーティングでは、このような一部の転送経路が有効
に利用されない。なお、このようなメッセージ間の転送
経路の競合により、一方のメッセージの転送が遅延され
ることを、メッセージ間に干渉が発生したと言う。

【０００５】この問題の解決策として、経路を有効に利
用しネットワークのメッセージの転送経路の分散を図る
アダプティブルーティングが、”並列処理シンポジウム
ＪＳＰＰ’９４論文集,”PP. 129-136(1994年５月)（以
下、第１の参考文献と呼ぶ）において示されている。こ
こでは、ハイパクロスバネットワークにこのアダプティ
ブルーティングを適用した場合を議論している。

【０００６】ここに開示されたアダプティブルーティン
グによれば、前述のごとく異なるメッセージの経路が競
合した場合、後から転送されたメッセージを、その時点
で空いている経路（異なる次元方向）に転送することに
より、この競合を解消している。このように、メッセー
ジを異なる転送経路に分散させる方法では、ネットワー
ク中の全ての転送経路が有効利用されるとともに、各転
送経路の負荷を均一なものに近付けることができる。

【０００７】しかしながら、このように同一の目的地に
メッセージを転送するのに複数の転送経路を使用出来る
ネットワークでは、複数のメッセージ間のチャネルの連
鎖に閉ループができてしまい、互いが互いの転送経路を
取ろうとして永久に転送経路が確保できない、いわゆる
デッドロックが発生してしまう。例えば３次元構成のネ
ットワークにおいて、メッセージ１をＸ→Ｙ→Ｚ、メッ
セージ２をＹ→Ｚ→Ｘという経路で転送する場合、メッ
セージ１が経路Ｚをとろうとし、メッセージ２が経路Ｘ
をとろうとすると転送経路間にループが形成され、デッ
ドロックが発生する。そのデッドロックを回避するため
に、仮想チャネルをハイパクロスバネットワークに対し
て利用する技術が前述の第１の参考文献提案されてい
る。仮想チャネルとは、ネットワークの各物理チャネル
にメッセージを格納する複数の独立したバッファ(仮想
チャネル)からなり、複数の仮想チャネルが一つの物理
チャネルを共有する。第１の参考文献では、ハイパクロ
スバネットワークに対して仮想チャネルを利用して、デ
ッドロックを解消できることも示している。その利用の
態様は以下のとおりである。

【０００８】ハイパクロスバネットワークはｎ台のプロ
セッサをｎ＝ｎ1×ｎ2×ｎ3×……×ｎmと因数分解し、
これらの因数の各々を一辺の格子点数とするｍ次元格子
空間上にプロセッサを並べ、その各辺をクロスバスイッ
チからなる部分ネットワークで結合してメッセージ転送
経路を構成する。この例では、各クロスバスイッチに次
元数個（ｍ個）のバッファを用意し、一つの物理チャネ
ルをｍ本の仮想チャネルとして利用する。例えば上述し
た３次元構成のネットワークにおいて、仮想チャネルを
用いたアダプティブルーティングを用いた場合、メッセ
ージ１はＸ1→Ｙ2→Ｚ3、メッセージ２をＹ1→Ｚ2→Ｘ3
という経路（Ｘ、Ｙ、Ｚの添字 1,2,3 は仮想チャネル
番号を示す。）で転送する。このため、経路に閉ループ
が発生せず、したがってデッドロックを回避できる。こ
こでは、各クロスバスイッチを通過するときに、任意の
次元、ただし過去に通過していない次元を選択すること
ができる。

【０００９】なお、仮想チャネルの割り当ては、メッセ
ージがこれまでに通過したクロスバスイッチの数に依存
して行なう。このために、デッドロックを発生させない
ために各メッセージ毎に動的な転送経路の通過情報（各
メッセージが過去にどのスイッチを通過したか等）をメ
ッセージ内に書き込んでいる。

【００１０】仮想チャネル自体は、IEEE TRANSACTION O
N PARALLEL AND DISTRIBUTED SYSTEMS, VOL.3, NO.2, p
p.195-205, MARCH 1992（以下、第２の参考文献と呼
ぶ）において先に提案された。この第２の参考文献で
は、固定ルーティングを用いたトーラスネットワークに
おいてデッドロックを回避できることを示している。こ
の参考文献では、仮想チャネルを用いてトーラスネット
ワークにおける転送経路間のループをなくし、デッドロ
ックを回避できることを示している。

【００１１】並列計算機用のネットワークに望まれる他
の性能の一つは、異なる種類のメッセージ間の干渉が少
ないことである。すなわち、並列計算機用のネットワー
クに流れるメッセージは、ブロードキャスト用メッセー
ジ、同期用メッセージ、データ転送用メッセージ、緊急
メッセージ等、用途により種類が異なる。これらの異な
る種類のメッセージ間に干渉が発生すれば、例えば、緊
急メッセージの転送が遅延する。

【００１２】これら性質用途の異なるメッセージを効率
よく転送するために、メッセージ別のネットワークを装
備した並列計算機もある。例えば、情報処理学会研究報
告ＡＲＣ, Vol.92, No.64, PP.89-96（以下、第３の参
考文献と呼ぶ）で紹介されている並列計算機は、ブロー
ドキャスト用メッセージ、同期用メッセージ、データ転
送用メッセージのそれぞれを転送するために、互いに独
立した３つのネットワークを有する。

【００１３】なお、特開昭６３−１２４１６２号公開公
報（以下、第４の参考文献と呼ぶ）には、２次元クロス
バスイッチを用いたネットワークにおいて、ネットワー
クに障害が発生したときに、それ以降のメッセージの転
送経路を切り替える技術が開始されている。ここでは、
メッセージの送信元プロセッサがメッセージ内にルーテ
ィングビットを挿入することにより、メッセージの経路
を指定するようになっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記第１の参考文献記
載の、動的なアダプティブルーティングでは、ネットワ
ーク中の全ての転送経路を使用できるので、各転送経路
の負荷を均一に近付けることができるが、各メッセージ
毎に動的な転送経路の通過情報（各メッセージが過去に
どのスイッチを通過したか等）をメッセージ内に書き込
む回路をネットワーク中に多数設ける必要がある。この
ため、ネットワークが複雑になる。

【００１５】さらに、上記第３の参考文献記載のネット
ワークでは、メッセージの種類別に複数のネットワーク
を構成しているので、異なるメッセージ間の干渉がな
い。しかし、数千台規模のプロセッサを使用する並列計
算機に対しては、構造が複雑なネットワークを複数必要
とし、このため、ネットワークのコストが高くなる。こ
れに対して、上記第１、第２の参考文献記載のネットワ
ークでは、一つのネットワークを使用して複数の種類の
メッセージを送れるので、ネットワークのコストは低く
出来るが、異なる種類のメッセージ間の干渉は緩和され
ない。

【００１６】なお、上記第４の参考文献では、メッセー
ジの経路の切り替えは行うが、その切り替えはネットワ
ークの障害が発生したときとそうでないときにより行っ
ている。したがって、メッセージごとに経路が切り替わ
ることはなく、このため、ネットワークでの負荷の分散
は実現されない。

【００１７】本願発明の第１の目的は、ネットワーク中
の転送経路の負荷を均一に近付けることができるが、構
造の簡単なネットワークを用いた並列計算機を提供する
ことにある。

【００１８】本願発明の第２の目的は、複数種類のメッ
セージを転送でき、それでいて、種類の異なるメッセー
ジ間の干渉を緩和できる、構造の簡単なネットワークを
用いた並列計算機を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本願第１の発明では、ネットワークを構成す
る複数のスイッチ回路の、少なくとも一部の複数のスイ
ッチ回路の各々には、そのスイッチ回路により受信した
メッセージの転送先を、そのメッセージ内のアドレス情
報とともに、そのメッセージ内の属性情報とに依存して
制御する制御回路が設けられる。こうして、メッセージ
の転送経路が決定されると、同じ転送先のプロセッサを
指定するアドレス情報を有する複数のメッセージも、そ
れぞれのメッセージの属性に依存して互いに異なる経路
でもって転送できる。その結果、転送経路の負荷の均一
に近付けることは可能になる。しかも、プロセッサが送
信したときにメッセージ内に含まれる情報を使用するの
で、ネットワークとしては第１の参考文献のものより簡
単にできる。

【００２０】本願第１の発明の望ましい実施態様では、
プロセッサがネットワークに送信すべきメッセージ内
の、そのメッセージの種別を表わす情報に基づいて、転
送制御情報を生成してそのメッセージに属性情報として
付加する回路をプロセッサ内に設けられる。ネットワー
ク内の各スイッチ回路は、この転送制御情報に応答する
ように構成される。このメッセージの種別の一例として
は、例えば、他のプロセッサに応答を要求する要求メッ
セージと要求メッセージへの応答を行なう応答メッセー
ジとが使用される。

【００２１】このメッセージの種別の他の例としては、
例えば、緊急メッセージ、同期用メッセージあるいは通
常のデータ転送メッセージとが使用される。

【００２２】本願第１の発明の他の望ましい実施態様で
は、プロセッサがネットワークに送信すべきメッセージ
内の、そのメッセージの種別を表わす情報に基づいて、
そのメッセージのプライオリティを表わす情報を生成し
てそのメッセージに属性情報として付加する回路をプロ
セッサ内に設けられる。ネットワーク内の各スイッチ回
路は、このプライオリティを表わす情報に応答して、メ
ッセージの転送経路を制御するように構成される。

【００２３】上記第２の目的を達成するために、本願第
２の発明では、ネットワークを構成する複数のスイッチ
回路の各々に、複数の入力端に対応して設けられた複数
の仮想チャネル回路が設けられ、各仮想チャネル回路に
は、メッセージの少なくとも一部を保持する複数のバッ
ファと、該複数のバッファの内、対応する入力端から入
力されたメッセージ内の、メッセージの種別に依存する
属性情報の値に依存して、そのメッセージを格納すべき
バッファを選択する選択回路が設けられる。この選択回
路により、仮想チャネル回路内の複数のバッファは、そ
れぞれのバッファ毎に決めた特定の種類のメッセージを
保持するのに使用される。したがって、異なる種類のメ
ッセージが仮想チャネル回路内のバッファに使用に関し
て干渉することはなくなる。

【００２４】さらに、少なくとも一部の複数のスイッチ
回路の各々には、そのスイッチ回路により仮想チャネル
内のメッセージの転送先をそのメッセージ内のアドレス
情報に従って経路選択回路が選択する際に、そのメッセ
ージの転送先の選択を、そのメッセージ内の上記属性情
報に依存して制御する選択制御回路が設けられる。こう
して、上記一部のスイッチ回路では、メッセージ内のア
ドレス情報とその属性情報の値に依存して、そのメッセ
ージの転送経路が決定される。この結果、異なる種類の
メッセージが転送経路の使用に関して干渉することが軽
減される。しかも、プロセッサが送信したときにメッセ
ージ内に含まれる情報を使用するので、ネットワークと
しては第１の参考文献のものより簡単にできる。

【００２５】本願第２の発明の望ましい実施態様では、
プロセッサがネットワークに送信すべきメッセージ内
の、そのメッセージの種別を表わす情報に基づいて、転
送制御情報を生成してそのメッセージに属性情報として
付加する回路をプロセッサ内に設けられる。ネットワー
ク内の各スイッチ回路内の、メッセージを格納するバッ
ファを選択する回路は、この転送制御情報に応答するよ
うに構成され、上記一部の複数のスイッチ回路の各々内
の制御回路は、メッセージ内のこの転送制御情報に応答
して、そのメッセージの転送経路を制御するように構成
される。

【００２６】本願第２の発明の他の望ましい実施態様で
は、プロセッサがネットワークに送信すべきメッセージ
内の、そのメッセージの種別を表わす情報に基づいて、
そのメッセージのプライオリティを表わす情報を生成し
てそのメッセージに属性情報として付加する回路をプロ
セッサ内に設けられる。ネットワーク内の各スイッチ回
路内の、メッセージを格納するバッファを選択する回路
は、このプライオリティ情報に応答するように構成さ
れ、上記一部の複数のスイッチ回路の各々内の制御回路
は、メッセージ内のこのプライオリティ情報に応答し
て、そのメッセージの転送経路を制御するように構成さ
れる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係るネットワークを使用した
並列計算機を図面に示したいくつかの実施例を参照して
さらに詳細に説明する。なお、以下においては、同じ参
照番号は同じものもしくは類似のものを表わすものとす
る。

【００２８】＜実施例１＞本実施例では、２次元格子結
合ネットワークを有する並列計算機において、種類の異
なる複数のメッセージ、例えばデータ転送を要求するメ
ッセージとそれに対する応答としてその要求メッセージ
で要求されたデータを返送する場合に、それぞれのメッ
セージの種類毎に、異なるルーティング順序をそれぞれ
独立に設定する。それにより、ネットワーク中内のメッ
セージの負荷をなるべく分散する。さらに、ネットワー
クの各スイッチ内に、それぞれ複数のバッファを有する
複数の仮想チャネル回路１設け、各仮想チャネル回路内
の複数のバッファを、特定の種類のメッセージの少なく
とも一部を保持するのに使用し、もって異なる種類のメ
ッセージ間の干渉の軽減を図る。

【００２９】図１に、本実施例による並列計算機の概略
構成を示す。図１において１００〜１１５は並列計算機
を構成するプロセッサ（以下ＰＥと略する）である。１
１６〜１３１は中継スイッチ（以下ＥＸと略する）であ
る。１４０はホスト計算機またはサービスプロセッサ
（ＳＶＰ）で、これらは、各ＰＥ１００〜１１５へプロ
グラムとデータをロードし、またプログラムの終了後、
各ＰＥで得られた結果のデータを読みだす。

【００３０】各ＰＥはメッセージの組み立て、転送、受
信を制御するメッセージコントローラ３０３を持ち、メ
ッセージコントローラ３０３には、送信すべきメッセー
ジに付加すべき属性情報を決定するための属性設定テー
ブル３０５と、メッセージコントローラと、生成された
メッセージを一時的に保持する仮想チャネル回路３０７
と、ネットワークから受信したメッセージを一時的に保
持する仮想チャネル回路３０８と、その受信したメッセ
ージの属性情報を変更し、その受信したメッセージに対
する応答メッセージ出使用するＲＢの値を決める属性変
更テーブル３０６とを有する。

【００３１】各ＰＥは２次元座標空間の１つの格子点の
Ｘ座標、Ｙ座標をあらかじめそのＰＥ番号として与えら
れている。各ＥＸは１つのＰＥに対して設けられる。各
ＥＸには、以下では対応するＰＥと同じ番号をつける。
ここでは、Ｘ方向に４つ並べたＰＥ群をＹ方向に４つ並
べた並列計算機を例にとったが、実際は様々な台数をと
ることができる。また、２次元構成の並列計算機を例に
とったが、ｎ次元構成でもよい。

【００３２】各ＥＸは、対応するＰＥまたは隣接ＥＸか
ら転送されたメッセージを隣接ＥＸまたはＰＥに転送す
る回路である。本実施例では、中継スイッチＥＸは格子
状に結合され、格子結合ネットワークを形成する。ＥＸ
には、一時的に、メッセージの少なくとも一部を保持す
る複数の仮想チャネル回路４０１〜４０５と、次に転送
すべきＥＸを決定する経路指示回路４００を持つ。経路
指示回路４００は、メッセージの属性情報により、ルー
ティング順序を指示するルート指示テーブル６０１〜６
０５を有する。

【００３３】１５０はネットワークに転送されるメッセ
ージのフォーマットである。メッセージには、属性フィ
ールド、アドレスフィールドとデータフィールドとから
なる。属性フィールドには、転送制御情報（ルートビッ
ト(Route Bit)）（ＲＢ）、応答要否指示情報（ＡＣ
Ｋ）が保持される。ルートビットＲＢは、メッセージの
種別に依存して決定される、メッセージの属性であり、
具体的には、中継スイッチによる、メッセージの転送経
路の決定を制御するために使用される。本実施例では、
あるＰＥが送ろうとするメッセージがそのＰＥから最初
に送信されるメッセージであるかあるいは他のＰＥから
受信したメッセージに対する応答として送信するメッセ
ージであるかに依存してＲＢの値を変えている。すなわ
ち、あるＰＥが他のＰＥにメッセージを転送する場合、
属性設定テーブル３０５に従ってＲＢを０に設定する。
転送先ＰＥがそこにメッセージが到着したことを転送元
プロセッサに知らせる応答メッセージを送る場合、属性
変更テーブル３０６に従って、その応答メッセージ内の
ＲＢは１に変更する。応答要否指示情報ＡＣＫは、メッ
セージ転送に対して応答が必要か必要ないかを示す。例
えば、応答が必要な場合は１、必要ない場合は０に設定
する。ユーザが、プログラム中の通信命令により応答要
否指示情報ＡＣＫを設定してもよいし、ＯＳが設定して
もよい。アドレスフィールドには、送信ＰＥ番号（Ｘ、
Ｙ）および受信ＰＥ番号（Ｘ、Ｙ）が保持される。送信
ＰＥ番号はメッセージを送り出すＰＥの番号である。受
信ＰＥ番号はメッセージを受け取るＰＥの番号である。
ここでは説明の都合上、受信ＰＥ番号、送信ＰＥ番号と
も２次元の座標（Ｘ、Ｙ）で表現する。データフィール
ドには、送信すべきデータが保持される。一般にメッセ
ージの最後には情報 Tailが付加されている。この情報
を使用しない場合には、属性フィールドにおいてメッセ
ージ長を設定する。

【００３４】本実施例では、ＰＥがメッセージを送信す
るときに、メッセージコントローラ３０３が、送信する
メッセージが、ＣＰＵから送信を要求されたメッセージ
であるか、あるいは他のＰＥから受信したメッセージに
対する応答メッセージであるかにより、異なる値のルー
トビットを転送すべきメッセージに付してネットワーク
に送信するようになっている点に第１の特徴がある。

【００３５】各中継スイッチにはメッセージの転送先
を、このルーティングビットＲＢの値と、受信ＰＥ番号
に基づいて決定される点に第２の特徴がある。これらの
二つの特徴により、同一の受信ＰＥに対するメッセージ
でもそのメッセージの種類により、異なる転送経路を経
て、受信ＰＥに転送され、これにより、ネットワーク内
の各経路の負荷を均一に近いものにする。

【００３６】さらに、各ＥＸ内の複数の仮想チャネルの
各々に設けられた複数のバッファは、それぞれルーティ
ングビットの値が特定の値であるメッセージを選択的に
保持するように制御される点に第３の特徴がある。この
特徴により、異なる種類のメッセージは、仮想チャネル
回路内のバッファに関して干渉し合うことがなくなる。

【００３７】図２に本実施例の簡単な動作を示す。図２
はＰＥ００からＰＥ２２にメッセージＡ（２０１）を転
送し、その応答（２０２）をＰＥ００に返す様子を示
す。メッセージ２０１および２０２の最初のワードの値
０および１はメッセージの属性情報ＲＢを示す。図２に
おいて、ＰＥ００はプログラム１（２０３）を実行して
いる。通信命令２０４の数値１は応答が必要であること
を示し、数値２２は受信ＰＥ番号を示す。ＰＥ００のメ
ッセージコントローラ３０３は、通信命令２０４の応答
要否指示情報ＡＣＫ＝１であることから、属性設定テー
ブル３０５からＲＢを０に設定し、メッセージ１が組み
立てられ、仮想チャネル回路３０７内部の、このＲＢ＝
０に対応する一つのバッファ０（図示せず）に格納され
る。ＰＥ００から出力されたメッセージ１は、このメッ
セージを中継するＥＸ、例えば、ＥＸ００おいて、メッ
セージ１のＲＢ（＝０）により、その内部の仮想チャネ
ル回内のバッファ０を選択し、経路指示回路４００で
は、ＲＢからルート指示テーブル４００等を参照し、参
照結果と受信ＰＥ番号により次に転送すべき経路を決定
する。本実施例では、ＲＢが０の場合、メッセージ１は
先ず図の水平方向（Ｘ軸方向）に転送されるようになっ
ている。従って、このメッセージ１は、他のＥＸ０１、
ＥＸ０２まで中継される。ＥＸ０２では、このメッセー
ジの受信ＰＥ番号のＸ座標が、そのＥＸ０２のＸ座標に
一致したため、メッセージ１を図の垂直方向に転送す
る。こうして、このメッセージはＥＸ１２、ＥＸ２２を
経由して受信ＰＥであるＰＥ２２に転送される。

【００３８】メッセージ１がＰＥ２２に到達すると、こ
のメッセージ１はまず仮想チャネル回路３０８内部のバ
ッファ０（図示せず）に格納される。属性変更テーブル
３０６によりＲＢを０から１に変更して応答メッセージ
１Ａを組み立て、仮想チャネル回路内３０７部のバッフ
ァ１に格納し、送信元ＰＥに宛てて転送する。ＰＥ２２
から出力されたメッセージ１Ａを中継するＥＸ、例え
ば、ＥＸ２２は、ＲＢが１の場合、図の垂直方向（Ｙ軸
方向）に転送するようになっている。したがって、この
メッセージ１Ａは、ＥＸ１２、ＥＸ０２を経て、ＥＸ０
１、ＥＸ００より中継される。これらのＥＸにおいて
は、メッセージ１ＡのＲＢ（＝１）により、そのＥＸ内
の仮想チャネル回路は、その中のバッファ１（図示せ
ず）を選択し、経路指示回路４００では、ＲＢの値によ
りルート指示テーブルを参照し、参照結果と送信ＰＥ番
号により次に転送すべき経路を決定する。このように、
メッセージ１とメッセージ１ＡのＲＢが異なるため、ル
ーティング順序がそれぞれ図示のように異なる。

【００３９】次に、図３を用いてＰＥ２０におけるメッ
セージの生成について説明する。いずれのＰＥもハード
ウェア構成は同じである。ＰＥは、データおよびプログ
ラムを格納するメモリ３０１と、データを用いてプログ
ラムを実行するＣＰＵ３０２と、ＣＰＵまたはＥＸから
転送されるメッセージを制御するメッセージコントロー
ラ３０３で構成され、それぞれ独立に動作可能である。
メッセージコントローラ３０３は、ＣＰＵから転送され
る通信命令に従い属性情報ＲＢを設定する属性設定テー
ブル３０５と、ＥＸから転送されるメッセージに従い属
性情報ＲＢを変更する属性変更テーブル３０６と、通信
命令、属性情報ＲＢ、データからメッセージを組み立て
るメッセージ生成回路３０４と仮想チャネル回路３０７
および３０８を有する。

【００４０】属性設定テーブル３０５は、ＣＰＵからの
通信命令をデコードした結果（応答要否指示情報ＡＣ
Ｋ）によりメッセージの属性情報ＲＢを設定する。例え
ば、本実施例では、通常のデータ通信命令が応答不要の
場合、ＡＣＫを０、通常の通信命令が応答必要な場合、
ＡＣＫを１とする。応答必要／不要は、図２のようにプ
ログラム中に命令の引き数として記述してもよいし、命
令を別々に設けてもよい。ＣＰＵからの命令はすべて、
ＲＢ＝０に設定する。このテーブルはソフトあるいはハ
ードのいずれによっても設定可能である。

【００４１】メッセージ生成回路３０４は属性設定テー
ブル３０５あるいは属性変更テーブル３０６の参照結
果、命令デコード結果およびデータから図１の１５０に
示すようにメッセージを組み立て、ＥＸに転送する回路
である。メッセージの組み立てはソフトウェアにより行
なってもよいし、専用のハードウェアを用いて行なって
もよい。

【００４２】属性変更テーブル３０６は、ネットワーク
から転送されるメッセージ内のＡＣＫとＲＢにより、Ｒ
Ｂの値を変更してＥＸに転送するか、そのままＣＰＵに
取り込むかを決定する。例えば、本実施例では、ＲＢが
１の場合と、ＡＣＫ＝０かつＲＢ＝０の場合は、この受
信メッセージ内のデータをＣＰＵに転送し、プログラム
で処理させる。一方、ＲＢ＝０で、ＡＣＫ＝１の場合に
は、受信したデータをメモリ３０１に書き込み、メモリ
書き込みの確認情報をメモリ３０１受けてから、メッセ
ージの属性フィールドのＲＢを１にする。仮想チャネル
回路３０７および３０８はメッセージの属性情報により
使用するバッファを決定する回路である。後述のＥＸ内
部にある仮想チャネル回路４０１〜４０５（図５）と全
く同じ構成であるため、ここでは説明を省略する。

【００４３】次に、図４を用いてＥＸにおけるメッセー
ジの制御について説明する。いずれのＥＸもハードウェ
ア構成は同じである。ＥＸは、経路指示回路４００と、
仮想チャネル回路４０１〜４０５と、スイッチ群４０６
〜４１０で構成される。

【００４４】仮想チャネル回路４０１内部の構成を図５
に示す。仮想チャネル回路４０１は、セレクタ５０１
と、レジスタ５０２および５０３と、バッファ５０４お
よび５０５と、状態制御回路５０７と、セレクタ制御回
路５０８と、プライオリティ回路５０６で構成される。
仮想チャネル回路４０１に接続する信号線４０１Ｓには
メッセージが入力される。

【００４５】本実施例ではスイッチング方式としてワー
ムホール方式を想定しているためバッファ５０４および
５０５の容量は少なく、１つのメッセージを格納できな
いとする。つまり、１つのメッセージが複数のバッファ
にまたがって転送される。もし、転送先のバッファに空
きがなかったり、そのバッファにすでに別のメッセージ
を転送していれば、そのメッセージは経路を確保したま
ま、空きができるまで待たされる。ワームホール方式は
公知であるため、ここでは言及しない。詳細について
は、先に挙げた第２の参考文献を参照のこと。

【００４６】レジスタ５０２および５０３には、ホスト
計算機またはＳＶＰ１４０により、あらかじめバッファ
を識別するための情報が保持される。例えば、この実施
例では、レジスタ５０２には０が、レジスタ５０３には
１が保持されている。このことは、バッファ５０４、５
０５がそれぞれＲＢが０、１のメッセージ用であること
を示す。したがって、本実施例のバッファ５０４とバッ
ファ５０５の容量は同じでなくともよい。例えば、通常
のメッセージはデータを転送するがそれに対する応答メ
ッセージはデータを必要としないため、応答用のバッフ
ァの容量はそれほど必要ない。

【００４７】状態制御回路５０７は、各バッファ５０
４、５０５が空き状態か否かを管理する回路で、各バッ
ファが空き状態にあることを示す信号 Release あるい
は各バッファが使用状態にあることを示す信号 Wait
をセレクタ制御回路５０８に送るともに、オアゲート５
０９、５１０を介してこのＥＸの入力側につながった他
のＥＸに送る。状態制御回路５０７は基本的には、いず
れのバッファにメッセージがセレクタ制御回路５０８に
より格納されたかというセレクタ制御回路５０８の出力
信号と、後に述べるプライオリティ回路５０６によりい
ずれのバッファ内のメッセージが転送されたかを示す信
号により、各バッファの状態を管理する。

【００４８】セレクタ５０１は、受信したメッセージを
格納すべきバッファに転送する回路で、セレクタ制御回
路５０８は、状態制御回路５０７の出力信号と、レジス
タ５０２、５０３内の情報と、さらに、受信したメッセ
ージ内のＲＢビットにより、受信したメッセージを格納
するバッファを決定し、セレクタ５０１を制御する。

【００４９】結局、本実施例では、メッセージ内のＲＢ
が取り得る異なる値の総数２だけのバッファが設けら
れ、受信したメッセージ内のＲＢビットの値に対応する
バッファが空き状態のときに、そのメッセージをその対
応するバッファに書き込むようになっている。このよう
に、本実施例では、各バッファに書き込むべき受信メッ
セージを予めＲＢビットの値により決めているのが特徴
である。

【００５０】プライオリティ回路５０６は複数のバッフ
ァからの出力のうちの一つを選択する。プライオリティ
は、メッセージの優先度で決めてもよいし、ラウンドロ
ビンで時分割で制御してもかまわない。本実施例では、
ＲＢをメッセージの優先度とし、ＲＢ＝１のメッセージ
は０のメッセージよりも優先される。この回路は、メッ
セージの送信先のＥＸからの信号 Release と Wait に
応答するようになっている。

【００５１】図４のようにスイッチ４０６〜４１０は経
路指示回路４００からの信号により、送信すべきメッセ
ージを選択し、隣接ＥＸあるいはＰＥに転送する。

【００５２】経路指示回路４００は、メッセージの転送
制御情報によりその送信先を決定し、スイッチに信号を
出力する。

【００５３】図６に経路指示回路４００の内部構成を示
す。経路指示回路４００は、ルート指示テーブル６０１
−６０５と、アドレスデコーダ６０６−６１０と、プラ
イオリティ回路６１１−６１５で構成される。従来、ア
ドレスデコーダは、メッセージの受信ＰＥ番号によって
のみ転送先を決定していたが、本実施例では、アドレス
デコーダ６０６−６１０が送受信ＰＥ番号だけでなく、
メッセージの属性情報ＲＢにより決定されるルート指示
テーブル６０１−６０５を用いて、転送先を決定するこ
とが新規である。

【００５４】信号Ｍ（ＰＥ）、Ｍ（Ｘe）、Ｍ（Ｘw）、
Ｍ（Ｙn）、Ｍ（Ｙs）はそれぞれのＥＸが接続されたＰ
Ｅ、隣接ＥＸから入力されたメッセージの信号（受信Ｐ
Ｅ番号、ＲＢビット）を示す。また、出力信号Ｐ−Ｘ
e、Ｘe−Ｘe、Ｘw−Ｘe、Ｙn−Ｘe、Ｙs−Ｘeはそれぞ
れＰＥ、Ｘe、Ｘw、Ｙn、Ｙsから入力されたメッセージ
をＸeへ送信することを示す。同時にＰ−Ｘw、Ｘe−Ｘ
w、Ｘw−Ｘw、Ｙn−Ｘw、Ｙs−ＸwはそれぞれＰＥ、Ｘ
e、Ｘw、Ｙn、Ｙsから入力されたメッセージをＸwへ送
信することを示す。

【００５５】ルート指示テーブル６０１−６０５には、
メッセージの属性情報ＲＢの値とルーティング順序の関
係が、ホスト計算機またはＳＶＰ１４０によりあらかじ
め記述される。例えば、本実施例では、このテーブルに
はＲＢ＝０のときにＸ→Ｙに転送し、ＲＢ＝１のときに
Ｙ→Ｘに転送することが記述されている。

【００５６】アドレスデコーダ６０６〜６１０は、受信
ＰＥ番号と、ルート指示テーブル６０１〜６０５の参照
結果と、ホスト計算機またはＳＶＰ１４０によりあらか
じめ設定されているＥＸ固有の番号とにより、信号Ｓ
Ｐ、ＳＸe、ＳＸw、ＳＹn、ＳＹsのいずれかにメッセー
ジを転送する。図７にアドレスデコーダ６０６−６１０
内部の信号の入出力関係を示す。

【００５７】ＲＢ＝０である場合、アドレスデコーダは
次のように動作する。

【００５８】step１：ＤＸ＝メッセージの受信ＰＥ番号
Ｘ座標−ＥＸ番号Ｘ座標 step２：ＤＸ＝０：step３へ、ＤＸ≠０：step６へ step３：ＤＹ＝メッセージの受信ＰＥ番号Ｙ座標−ＥＸ
番号Ｙ座標 step４：ＤＹ＝０：step５へ、ＤＹ≠０：step７ step５：信号ＳＰに１を出力（７０４） step６：ＤＸ＞０：信号ＳＸeに１を出力（７０１）ＤＸ＜０：信号ＳＸwに１を出力（７０５） step７：ＤＹ＞０：信号ＳＹsに１を出力（７０２）ＤＹ＜０：信号ＳＹnに１を出力（７０３）ＲＢ＝１である場合、アドレスデコーダは次のように動
作する。

【００５９】step１：ＤＹ＝メッセージの送信ＰＥ番号
Ｙ座標−ＥＸ番号Ｙ座標 step２：ＤＹ＝０：step３へ、ＤＹ≠０：step６へ step３：ＤＸ＝メッセージの送信ＰＥ番号Ｘ座標−ＥＸ
番号Ｘ座標 step４：ＤＸ＝０：step５へ、ＤＸ≠０：step７へ step５：信号ＳＰに１を出力（７０８） step６：ＤＹ＞０：信号ＳＹsに１を出力（７０６）ＤＹ＜０：信号ＳＹnに１を出力（７１０） step７：ＤＸ＞０：信号ＳＸeに１を出力（７０７）ＤＸ＜０：信号ＳＸwに１を出力（７０９）プライオリティ回路６１１〜６１５は、入力された５つ
のメッセージのうちのいずれか一つを選択し、信号Ｓ
Ｐ、ＳＸe、ＳＸw、ＳＹn、ＳＹsのいずれかに１を出力
する。ここでは、優先度をつけてメッセージを選択す
る。ＲＢ＝１の属性情報を有するメッセージを優先して
選択する。ＲＢ＝１のメッセージがない場合は到着順に
選択する。

【００６０】次に本実施例におけるメッセージ転送の詳
細を説明する。図１０は本実施例において、ＰＥ００か
らＰＥ２２、ＰＥ０２からＰＥ２０、ＰＥ２２からＰＥ
００、ＰＥ２０からＰＥ０２に対してメッセージ転送が
発生している場合を示す。それぞれメッセージ１、２
Ａ、３、４Ａとする。メッセージ１と３は、転送先ＰＥ
へのデータ転送のためのメッセージ（応答必要／応答不
要）、メッセージ２Ａこれらのメッセージに先だってＰ
Ｅ２０からＰＥ０２へ転送されたデータ転送用のメッセ
ージ２を受信したことを送信元ＰＥ２０に通知するため
の応答メッセージを示し、同様に、メッセージ４ＡはＰ
Ｅ０２からＰＥ２０へ転送されたデータ転送用のメッセ
ージ４を受信したことを送信元ＰＥ０２に通知するため
の応答メッセージを示している。５０４は仮想チャネル
４０１内部のバッファ０を表し、斜線で示された５０５
はバッファ１を表す。本実施例では、ワームホール方式
を用いることを想定しているためバッファ０および１の
容量はメッセージよりも小さく、メッセージは複数のバ
ッファにまたがって転送される。転送先のバッファに空
きがない場合は、通過してきたバッファを確保したまま
バッファが空くのを待つ。

【００６１】まず、メッセージ１について説明する。図
１０の送信元プロセッサＰＥ００内のＣＰＵにおいて通
信命令が発行されると、図３のように通信命令はデコー
ドされ、メッセージコントローラ３０３に転送される。
メッセージコントローラ３０３内の属性設定テーブル３
０５では、送信するメッセージが、このＰＥから自発的
に発信するメッセージであるため、属性情報ＲＢは０に
設定され、さらに、応答が必要なメッセージであるため
応答要否指示情報ＡＣＫが１になり、。そしてメッセー
ジ生成回路３０４において応答要否指示情報ＡＣＫ、属
性情報ＲＢ、ＰＥのアドレスおよびデータから図１の１
５０に示すフォーマットに従ってメッセージ１が組み立
てられる。組み立てられたメッセージ１は、ＲＢ＝０で
あるため、仮想チャネル回路３０７内部のバッファ０に
格納される。そして、ＥＸ００に転送される。

【００６２】ＥＸ００内部の動作を図４、図５および図
６を用いて説明する。ＰＥ００から転送されたメッセー
ジ１は、図５中の仮想チャネル回路５０５に転送され
る。図５に示すように、ＲＢ＝０、レジスタ５０２にセ
ットされている値は０であるため、セレクタ５０１にお
いてバッファ０への入力が選択され、メッセージ１がバ
ッファ０に格納される。このとき、バッファ０の容量は
メッセージ１よりも小さいため、格納できないメッセー
ジ１の後続の部分はＰＥ内部のバッファに残っている。
図５に示す経路指示回路４００では、メッセージ１の属
性情報ＲＢが０であるため、ルート指示テーブル６０１
においてルーティング順序はＸ方向からＹ方向への転送
になり、テーブルの参照結果と受信ＰＥ番号がアドレス
デコーダ６０６に入力される。アドレスデコーダ６０６
では図７のテーブルに従い転送先が決定される。まず、
ＲＢ＝０であるため、受信ＰＥ番号のＸ座標２と現在の
ＥＸのＸ座標０を比較し、差ＤＸが＋２で比較結果が一
致しないため、信号ＳＸeの出力が１になり（７０
１）、プライオリティ回路６１１から信号ＳＸeに１が
出力される。図４のスイッチ４０６では、信号ＳＸeに
よりＥＸ０１への経路が選択される。ＥＸ０１に転送さ
れたメッセージ１はＥＸ００と同様に動作し、ＥＸ０２
へ転送される。ＥＸ０２では次のように動作する。

【００６３】次にＥＸ０２内部の動作を図４、図５およ
び図６を用いて説明する。ＥＸ０２に転送されたメッセ
ージ１は図４中の仮想チャネル４０２に転送される。図
５に示すようにＲＢ＝０であるため、セレクタ５０１に
おいてバッファ０への入力が選択される。図６に示す経
路指示回路４００では、ＲＢ＝０であるため、ルート指
示テーブル６０３においてＸ方向からＹ方向へのルーテ
ィングになり、テーブルの参照結果と受信ＰＥ番号がア
ドレスデコーダ６０８に入力される。アドレスデコーダ
６０８は図７のテーブルに従い転送先を決定する。ＲＢ
＝０であるため、受信ＰＥ番号のＸ座標２と現在のＥＸ
のＸ座標２を比較し、比較結果が一致するため、受信Ｐ
Ｅ番号のＹ座標２と現在のＥＸのＹ座標０を比較し、差
ＤＹが＋２で比較結果が一致しないため、信号ＳＹsへ
の出力が１になり（７０２）、プライオリティ回路６１
４でこの信号が選択され、信号ＳＹsに１が出力され
る。図４に示すスイッチ４０９では、信号ＳＹsによ
り、ＥＸ１２への経路が選択される。ＥＸ１２に転送さ
れたメッセージはＥＸ０２と同様に動作し、ＥＸ２２へ
転送される。

【００６４】次にＥＸ２２内部の動作を図４、図５およ
び図６を用いて説明する。ＥＸ２２に転送されたメッセ
ージ１は図４中の仮想チャネル４０３に転送される。図
５に示すようにＲＢ＝０であるため、セレクタ５０１に
おいてバッファ０への入力が選択される。図６に示す経
路指示回路４００では、ＲＢ＝０であるため、ルート指
示テーブル６０４からＸ方向からＹ方向へのルーティン
グになり、テーブルの参照結果と受信ＰＥ番号がアドレ
スデコーダ６０９に入力される。アドレスデコーダ６０
９は図７に従い転送先を決定する。ＲＢ＝０であるた
め、受信ＰＥ番号のＸ座標２と現在のＥＸのＸ座標２を
比較し、比較結果が一致するため、受信ＰＥ番号のＹ座
標２と現在のＥＸのＹ座標２を比較し、比較結果が一致
するため、信号ＳＰへの出力が１になり（７０３）、プ
ライオリティ回路６１５でこの信号が選択され、信号Ｓ
Ｐに１が出力される。図４に示すスイッチ４１０では、
信号ＳＰにより、ＰＥ２２への経路が選択される。

【００６５】メッセージ１がＰＥ２２に到達すると、Ｒ
Ｂ＝０であるため、図３に示す仮想チャネル回路３０８
内部のバッファ０に格納される。データをメモリに書き
込み到着確認情報より、属性変更テーブル３０６では、
ＡＣＫ＝１、ＲＢ＝０であるためＲＢを１に変更しメッ
セージ生成回路でメッセージ１Ａを組み立てる。応答の
場合は転送したデータのかわりに到着確認情報をデータ
とする。組み立てられたメッセージ１Ａは、仮想チャネ
ル回路３０８に転送される。図５に示すように仮想チャ
ネル回路３０８では、ＲＢ＝１であるため、バッファ１
にメッセージ１Ａを格納する。プライオリティ回路５０
６では、バッファ１からのメッセージ１Ａの優先度が高
いため、バッファ０からのメッセージが転送されている
場合にはそのメッセージの転送を中断し、バッファ１か
らのメッセージ１ＡをＥＸ２２へ転送する。

【００６６】ＥＸ２２内部の動作を図４、図５および図
６を用いて説明する。ＰＥ２２から出力された応答メッ
セージ１Ａは、図４の仮想チャネル回路４０５に転送さ
れる。図５に示すように、応答メッセージ１ＡのＲＢは
１、レジスタ５０３にセットされている値は１であるた
め、セレクタ５０１においてバッファ１の入力が選択さ
れ、応答メッセージ１Ａが格納される。図４に示す経路
指示回路４００では、ＲＢが１であるため、ルート指示
テーブル６０１から、Ｙ方向からＸ方向へのルーティン
グを行ない、テーブルの参照結果と送信ＰＥ番号がアド
レスデコーダ６０６に入力される。アドレスデコーダ６
０６は図７のテーブルに従い転送先を決定する。まず、
ＲＢが１であるため、送信ＰＥ番号のＹ座標０と、現在
のＥＸのＹ座標２を比較し、差ＤＹが−２で比較結果が
一致しないため、信号ＳＹnへの出力が１になり（７１
０）、プライオリティ回路６１３から信号ＳＹnに１が
出力される。図４のスイッチ４０８では、信号ＳＹnに
よりＥＸ１２への経路が選択される。ＥＸ１２に転送さ
れたメッセージは同様にＥＸ０２へ転送される。

【００６７】次にＥＸ０２内部の動作を図４、図５およ
び図６を用いて説明する。応答メッセージ１Ａは図４の
仮想チャネル回路４０３に転送される。図５に示すよう
に、応答メッセージのＲＢは１、レジスタ５０３にセッ
トされている値は１であるため、セレクタ５０１におい
てバッファ１が選択され、応答メッセージ１Ａが格納さ
れる。図６に示す経路指示回路４００では、ＲＢ＝１で
あるため、ルート指示テーブル６０５から、Ｙ方向から
Ｘ方向へのルーティングを行ない、テーブルの参照結果
と送信ＰＥ番号がアドレスデコーダ６１０に入力され
る。アドレスデコーダ６１０は図７のテーブルに従い転
送先を決定する。まず、ＲＢが１であるため、送信ＰＥ
番号のＹ座標０と、現在のＥＸのＹ座標０を比較し、比
較結果が一致するため、次に送信ＰＥ番号のＸ座標０と
現在のＥＸのＸ座標２を比較し、差ＤＸが−２で比較結
果が一致しないため、信号ＳＸwへの出力が１になり
（７０９）、プライオリティ回路７１２から信号ＳＸw
に１が出力される。図４に示すスイッチ４０７では、信
号ＳＸwにより、ＥＸ０１への経路が選択される。ＥＸ
０１に転送されたメッセージ１Ａは同様にＥＸ００へ転
送される。

【００６８】次に、ＥＸ００内部の動作を図４、図５お
よび図６を用いて説明する。応答メッセージは図４の仮
想チャネル回路４０２に転送される。図５に示すよう
に、応答メッセージ１ＡのＲＢは１、レジスタ５０３に
セットされている値は１であるため、セレクタ５０１に
おいてバッファ１への入力が選択され、応答メッセージ
１Ａが格納される。図６に示す経路指示回路４００で
は、ＲＢが１であるため、ルート指示テーブル６０２か
ら、Ｙ方向→Ｘ方向へのルーティングを行ない、テーブ
ルの参照結果と送信ＰＥ番号がアドレスデコーダ６０７
に入力される。アドレスデコーダ６０７は図７のテーブ
ルに従い転送先を決定する。まず、ＲＢが１であるた
め、送信ＰＥ番号のＹ座標０と、現在のＥＸのＹ座標０
を比較し、比較結果が一致するため、次に、受信ＰＥ番
号のＸ座標０と現在のＥＸのＸ座標０を比較し、比較結
果が一致するため、信号ＳＰへの出力が１になり（７０
８）、プライオリティ回路６１５から信号ＳＰに１が出
力される。図４に示すスイッチ４１０では、出力信号Ｓ
Ｐにより、ＰＥ００への経路が選択される。

【００６９】ＰＥ００において応答メッセージ１Ａは、
ＲＢ＝１であるため仮想チャネル回路３０８内部のバッ
ファ１に格納される。属性変更テーブル３０６において
ＲＢ＝１であるため、メッセージ１ＡはＣＰＵに転送さ
れる。ＣＰＵはメッセージ１Ａからデータ転送を確認
し、次の処理に移る。

【００７０】以上から、メッセージ１の転送経路は、Ｐ
Ｅ００（バッファ０）→ＥＸ００（バッファ０）→ＥＸ
０１（バッファ０）→ＥＸ０２（バッファ０）→ＥＸ１
２（バッファ０）→ＥＸ２２（バッファ０）→ＰＥ２２
（バッファ０）となる。

【００７１】その応答メッセージ１Ａの転送経路は、Ｐ
Ｅ２２（バッファ１）→ＥＸ２２（バッファ１）→ＥＸ
２１（バッファ１）→ＥＸ２０（バッファ１）→ＥＸ１
０（バッファ１）→ＥＸ００（バッファ１）→ＰＥ００
（バッファ１）となる。

【００７２】メッセージ３はＰＥ２２からＰＥ００への
応答不要（ＡＣＫ＝０）のメッセージである。ＰＥ２２
は、属性設定テーブルを用いてＲＢを０に設定し、メッ
セージ生成回路３０４でメッセージ３を組み立てる。組
み立てられたメッセージ３は仮想チャネル回路３０７に
転送される。図５に示すように仮想チャネル回路３０７
では、メッセージ３は、ＲＢ＝０であるため、バッファ
０に格納され、プライオリティ回路５０６からＥＸ２２
に転送される。ＥＸ２２、ＥＸ２１、ＥＸ２０、ＥＸ１
０、ＥＸ００内部の動作はメッセージ１の場合と同様で
ある。ＰＥ００に転送されたメッセージ３は、仮想チャ
ネル回路３０８に転送される。メッセージ３は、図５に
示すように仮想チャネル回路３０８において、ＲＢ＝０
であるため、バッファ０に格納され、プライオリティ回
路５０６から出力される。属性変更テーブル３０６では
ＡＣＫ＝０、ＲＢ＝０であるからＣＰＵ３０２に情報が
伝達され、ＣＰＵ３０２は次の処理に移る。よって、メ
ッセージ３の転送経路は、ＰＥ２２（バッファ０）→Ｅ
Ｘ２２（バッファ０）→ＥＸ２１（バッファ０）→ＥＸ
２０（バッファ０）→ＥＸ１０（バッファ０）→ＥＸ０
０（バッファ０）→ＰＥ００（バッファ０）となる。

【００７３】次に、メッセージ２Ａについて説明する。
メッセージ２Ａは先行するメッセージ２を受信したこと
を通知するための応答メッセージであるため、ＰＥ０２
の属性変更テーブル３０６においてＲＢが１に変更さ
れ、メッセージ生成回路３０４でメッセージ２Ａが組み
立てられる。組み立てられたメッセージは、仮想チャネ
ル回路３０８に転送される。メッセージ２Ａは、図５に
示す仮想チャネル回路３０８において、ＲＢ＝１である
ため、バッファ１に格納される。プライオリティ回路５
０６は、バッファ１からのメッセージ２Ａの優先度が高
いため、バッファ０からのメッセージが転送されている
場合にはそのメッセージの転送を中断し、バッファ１か
らのメッセージ２Ａを先にＥＸ０２に転送する。ＥＸ０
２、ＥＸ１２、ＥＸ２２、ＥＸ２１、ＥＸ２０内部の動
作はメッセージ１の場合と同様である。但し、図４の仮
想チャネル回路４０１内部ではＲＢ＝１であるため必ず
バッファ１が選択される。また、ＥＸ１２の仮想チャネ
ル回路内のバッファ０にメッセージ１が、ＥＸ２２の仮
想チャネル回路内のバッファ０にメッセージ３が先に転
送されている場合には、プライオリティ回路５０６にお
いて、ＲＢ＝１のメッセージ２Ａの優先度がＲＢ＝０の
メッセージ１および３よりも高いため、メッセージ２Ａ
がバッファ１から先に転送される。つまり、同じ転送経
路を使用する場合にも、ルーティングの異なるメッセー
ジは使用するバッファが異なるため、デッドロックは発
生しない。さて、ＰＥ２０に転送されたメッセージ２Ａ
は、仮想チャネル回路３０７に転送される。図５に示す
仮想チャネル回路３０７では、メッセージ２Ａは、ＲＢ
＝１であるため、バッファ１に格納され、プライオリテ
ィ回路５０６から出力される。属性変更テーブル３０６
ではＡＣＫ＝１、ＲＢ＝１であるからＣＰＵ３０２に情
報が伝達され、ＣＰＵ３０２は到着を確認し、次の処理
に移る。よってメッセージ２Ａの転送経路は、ＰＥ０２
（バッファ１）→ＥＸ０２（バッファ１）→ＥＸ１２
（バッファ１）→ＥＸ２２（バッファ１）→ＥＸ２１
（バッファ１）→ＥＸ２０（バッファ１）→ＰＥ２０
（バッファ１）となる。

【００７４】メッセージ４Ａも同様に先行するメッセー
ジ４に応答でメッセージあるため、ＰＥ２０の属性変更
テーブル３０６においてＲＢが１に変更され、メッセー
ジ生成回路３０４でこのメッセージ４Ａが組み立てられ
る。組み立てられたメッセージ４Ａは、仮想チャネル回
路３０８に転送される。メッセージ４Ａは、図５に示す
仮想チャネル回路３０８において、ＲＢ＝１であるた
め、バッファ１に格納される。プライオリティ回路５０
６は、ＲＢ＝１のメッセージの優先度が高いため、バッ
ファ０からのメッセージが転送されている場合にはその
メッセージの転送を中断し、バッファ１からのメッセー
ジ４ＡをＥＸ２０転送する。ＥＸ２０、ＥＸ１０、ＥＸ
００、ＥＸ０１、ＥＸ０２内部の動作はメッセージ１の
場合と同様である。但し、図４の仮想チャネル回路４０
１内部ではＲＢ＝１であるため必ずバッファ１が選択さ
れる。また、ＥＸ１０の仮想チャネル回路内のバッファ
０にメッセージ３が、ＥＸ０１の仮想チャネル回路内の
バッファ０にメッセージ１が先に転送されている場合に
は、プライオリティ回路５０６において、ＲＢ＝１のメ
ッセージ４Ａの優先度がＲＢ＝０のメッセージ１および
３よりも高いため、メッセージ４Ａがバッファ１から先
に転送される。つまり、同じ転送経路を使用する場合に
も、ルーティングの異なるメッセージは使用するバッフ
ァが異なるため、デッドロックは発生しない。ＰＥ０２
に転送されたメッセージ４Ａは、仮想チャネル回路３０
７に転送される。図５に示す仮想チャネル回路３０７で
は、メッセージ４は、ＲＢ＝１であるため、バッファ１
に格納され、プライオリティ回路５０６から出力され
る。属性変更テーブル３０６ではＡＣＫ＝１、ＲＢ＝１
であるからＣＰＵ３０２に情報が伝達され、その情報に
よりＣＰＵ３０２はデータの到着を確認し次の処理に移
る。よってメッセージ４Ａの転送経路は、ＰＥ２０（バ
ッファ１）→ＥＸ２０（バッファ１）→ＥＸ１０（バッ
ファ１）→ＥＸ００（バッファ１）→ＥＸ０１（バッフ
ァ１）→ＥＸ０２（バッファ１）→ＰＥ０２（バッファ
１）となる。

【００７５】このように、本実施例ではプロセッサ内部
に通信命令によりメッセージの属性情報を設定あるいは
変更するテーブルを設け、中継スイッチ内部にメッセー
ジの属性情報によりルーティング順序を決定するテーブ
ルを設けることによって、いままで使われなかった経路
を用いた転送が可能になり、これにより、ネットワーク
内の複数の経路を使用してメッセージを転送出来るの
で、ネットワーク内の各転送路の負荷を均一化しやす
い。しかも、種類の異なるメッセージに対して複数の仮
想チャネルを使用するので、これらのメッセージ間の干
渉を緩和できる。また、属性情報対応に複数の仮想チャ
ネル回路を装備し（バッファを多面化し）、属性情報に
より使用する仮想チャネル回路を一意に決定するため、
デッドロックが発生しない。しかも、メッセージが一旦
プロセッサから送出されると、第１の参考文献に記載さ
れたような、メッセージが通過してきた中継スイッチの
情報をメッセージに付加することなく転送先プロセッサ
まで転送できるため、従来アダプティブルーティングを
用いた場合に比べ回路が簡単になる。なお、本実施例で
は、２次元格子結合ネットワークを用いたが、ｎ次元構
成の場合にも同様に適用出来る。

【００７６】なお、比較のために、格子結合ネットワー
クにおいて、仮想チャネル回路を複数使用しない場合に
おけるメッセージ転送について説明する。図８はこのよ
うな格子結合ネットワークを示し、ＰＥ００からＰＥ２
２、ＰＥ０２からＰＥ２０、ＰＥ２２からＰＥ００、Ｐ
Ｅ２０からＰＥ０２に対してメッセージ１、２、３、４
の転送が発生している場合を示す。このネットワークの
ＥＸは、図９に示すように仮想チャネル回路ではなく一
面のバッファ９０１〜９０５を有する。つまり、１つの
入力ポートに対しては１つのバッファしか持っていな
い。図８では、ワームホール方式を用いることを想定し
ているためバッファの容量はメッセージよりも小さく、
メッセージは複数のバッファにまたがって転送される。
転送先のバッファに空きがない場合あるいは、他のメッ
セージを転送中である場合には、通過してきたバッファ
を確保したまま転送先のバッファが空くのを待つ。メッ
セージ１はＥＸ００のバッファ９０１からＥＸ０１、Ｅ
Ｘ０２のバッファ９０１を確保しながらＥＸ１２のバッ
ファを確保しようとしている。メッセージ２は、ＥＸ０
２、ＥＸ１２、ＥＸ２２のバッファを確保し、次にＥＸ
２１のバッファを確保しようとしている。メッセージ３
は、ＥＸ２２、ＥＸ２１、ＥＸ２０のバッファを確保
し、次にＥＸ１０のバッファを確保しようとしている。
メッセージ４は、ＥＸ２０、ＥＸ１０、ＥＸ００のバッ
ファを確保し、次にＥＸ０１のバッファを確保しようと
している。図８に示すようにそれぞれのメッセージがす
でに他のメッセージが確保している転送経路（ＥＸ１
２、ＥＸ２１、ＥＸ１０、ＥＸ０１）中のバッファを確
保しようとしているため、デッドロックが発生してしま
う。

【００７７】＜実施例２＞実施例２は、実施例１で述べ
た格子結合ネットワークを用いた並列計算機において、
メッセージの属性情報ＲＢによりルーティングを変更す
るのではなく、メッセージの種類ごとに設定されるプラ
イオリティ情報により、ルーティングを決定する。メッ
セージは、緊急メッセージ、通常のデータ転送メッセー
ジ、同期用メッセージ、放送用のメッセージに区分され
る。この実施例では、このような複数種類のメッセージ
に対して、実施例１と同様に、ネットワーク内の複数の
転送経路を使用することが出来、ネットワーク内の転送
経路の負荷の均一化に近付けることが出来る。また種類
の異なるメッセージ間の干渉を緩和することができる。
また、デッドロックを発生せずに、従来のアダプティブ
ルーティングに比べ回路を簡単にして、仮想的にメッセ
ージの種類対応にネットワークを装備して別系ネットワ
ークを装備する場合よりもコストを削減したネットワー
クを実現できる。以下では、実施例１および従来例との
相違点に絞って説明する。

【００７８】図１１は本実施例における並列計算機の構
成を示したものである。図１１は本実施例の実施例１で
用いた格子結合ネットワークの３次元構成図である。１
１００はＰＥの構成を示す。本実施例は、実施例１のＰ
Ｅにおける属性設定テーブルおよび属性変更テーブルの
変わりにプライオリティ設定テーブル１１０１を有する
こととメッセージのフォーマット１１０２が新規であ
る。プライオリティ設定テーブル１１０１はＣＰＵから
送られた通信命令コードからプライオリティを設定す
る。メッセージには、通常のデータ転送用のメッセージ
だけでなく、放送や同期処理をおこなうものや、他のプ
ロセッサに緊急に情報を知らせるものがある。本実施例
では、４種類のメッセージを扱うことを考え、それぞれ
のメッセージのプライオリティ情報を次のように設定す
る。通常のメッセージを００１、緊急メッセージを０１
０、ブロードキャストメッセージを１００、同期用メッ
セージを１１１で表す。数値が大きいほど優先度が高い
とする。メッセージは、ＲＢおよびＡＣＫのかわりに１
ビット以上、ここでは３ビットで構成されるプライオリ
ティ情報（ＰＲ）を有する。メッセージは実施例１と同
様にメッセージ生成回路３０４（図３）において組み立
てられる。各メッセージに対するプライオリティ情報
は、属性設定テーブル３０５（図３）の代わりに、図１
１（ｂ）のプライオリティ設定テーブル１１０１を使用
して、命令のデコード結果により、命令のプライオリテ
ィを決定する。

【００７９】各ＥＸは、実施例１を３次元対応にすれば
よい。つまり、各スイッチの入出力ポートを追加する。
各ＥＸの動作は、実施例２と同じである。相違点は、仮
想チャネル回路１１１０〜１１０６とルート指示テーブ
ル１１２０〜１１０６の構成である。仮想チャネル回路
およびルート指示テーブルの構成は、メッセージの種類
に依存する。ここでは、３次元構成の並列計算機を例に
とったが、ｎ次元構成でもよい。

【００８０】図１２に仮想チャネル回路１１１０を示
す。セレクタ１２０１で信号を属性情報ＲＢで選択する
代わりにプライオリティ情報により信号を選択すること
と、バッファがメッセージの種類対応にあることが実施
例２と異なる。本実施例では、メッセージが４種類ある
ことを想定しているため、バッファは４つある。

【００８１】図１３にルート指示テーブル１１２０を示
す。ルート指示テーブルが属性情報ＲＢではなく、複数
ビットにより構成されるプライオリティ情報によりルー
ティングを設定することが実施例１とは異なる。それゆ
え、メッセージの種類が多いほど、テーブルも大きくな
る。

【００８２】本実施例におけるメッセージ転送は、以上
の相違点を考慮に入れれば容易に理解できるために、こ
こでは詳細は述べない。

【００８３】図１２に示す仮想チャネル回路では、メッ
セージのプライオリティに対応させて使用するバッファ
を決めることで、実施例１に示すデッドロックを回避
し、従来のアダプティブルーティングよりも制御回路を
簡単にし、別系ネットワークを装備することなく仮想的
にメッセージの種類対応にネットワークを持つようにみ
せてネットワークのハードウェアコストを削減できる。

【００８４】また、本実施例では、３次元格子結合ネッ
トワークを用いた並列計算機を例にとって説明したが、
ｎ次元格子結合ネットワークを有する並列計算機におい
ても同様に実現可能である。このとき、メッセージの種
類に対応してプライオリティを設定し、プライオリティ
に対応して仮想チャネルを設け、ルート指示テーブルに
プライオリティに対応したルーティング順序を設定すれ
ばよい。また、実施例１で示した属性設定テーブルのＲ
Ｂビットを複数ビット対応にし、最下位ビットによりメ
ッセージとそれに対する応答を指定することにより、本
実施例での併用が可能である。

【００８５】＜実施例３＞実施例３は、実施例１の技術
を、ハイパクロスバネットワークを用いた並列計算機に
適用するしたものである。本実施例によれば、実施例１
で採用した格子結合ネットワークに比べて、より高速で
あるハイパクロスバネットワークに対して、実施例１と
同様の特徴を付加することが出来る。以下では、実施例
１と従来例との相違点にしぼって説明する。

【００８６】図１４は本実施例における並列計算機の構
成を示したものである。図１４において１４００〜１４
０８はＰＥである。１４１８〜１４２０はＸ方向のクロ
スバスイッチ（以下Ｘ−ＸＢと略する）、１４２１〜１
４２３はＹ方向のクロスバスイッチ（以下Ｙ−ＸＢと略
する）である。以下では、これらのクロスバスイッチを
区別しない場合は、単にＸＢと呼ぶことがある。１４０
９〜１４１７は各Ｘ−ＸＢと各Ｙ−ＸＢの交点に設けら
れた中継スイッチ（以下ＥＸと略する）である。ＸＢ、
ＥＸとの組みをまとめてハイパクロスバネットワークと
呼ぶ。

【００８７】上記各ＰＥ、各ＥＸの番号の付け方は実施
例１と同様である。各Ｘ−ＸＢは同一の座標を有するＰ
Ｅに対して設けられ、そのＹ座標ｉをつけてＸｉ−ＸＢ
と呼ぶ。各Ｙ−ＸＢは同一のＸ座標を有するＰＥに対し
て設けられ、そのＸ座標ｊをつけてＹｊ−ＸＢと呼ぶ。
ここでは、Ｘ方向に３つ並べたＰＥ群をＹ方向に３つ並
べた並列計算機を例にとったが、実際は様々な台数をと
ることができる。

【００８８】各ＰＥの構成および動作は実施例１と同じ
である。

【００８９】各ＥＸは、対応するＰＥ、Ｘ−ＸＢまたは
Ｙ−ＸＢから転送されたメッセージをＰＥ、Ｘ−ＸＢま
たはＹ−ＸＢに転送する回路である。各ＥＸは、実施例
１の中継スイッチ（図４）と同様の構成を有する。すな
わち、図４に示した各ＥＸの構造の内、左ＥＸ、上ＥＸ
からの入力線およびそれらへの出力線をそれぞれそのＥ
Ｘの左側ＸＢ、上側ＸＢからの入力線および出力線とみ
なせばよい。従って、本実施例のＥＸは、図４の仮想チ
ャネル回路４０２、４０３、４０５とスイッチ４０７、
４０８、４１０と経路指示回路４００とを有し、仮想チ
ャネル回路４０１および４０４と、スイッチ４０６およ
び４０９を有しない。経路指示回路４００は、図６に示
された実施例１の経路指示回路の内、ルート指示テーブ
ル６０１、６０３、６０４、アドレスデコーダ６０６、
６０８、６０９、プライオリティ回路６１２、６１３、
６１５からなり、ルート指示テーブル６０２、６０５、
アドレスデコーダ６０７、６１０、プライオリティ回路
６１１、６１４を有しない。

【００９０】経路指示回路４００内の各アドレスデコー
ダの動作の流れを示す。

【００９１】ＲＢ＝０である場合、アドレスデコーダは
次のように動作する。

【００９２】step１：ＤＸ＝メッセージの受信ＰＥ番号
Ｘ座標−ＥＸ番号Ｘ座標 step２：ＤＸ＝０：step３へ、ＤＸ≠０：step６へ step３：ＤＹ＝メッセージの受信ＰＥ番号Ｙ座標−ＥＸ
番号Ｙ座標 step４：ＤＹ＝０：step５へ、ＤＹ≠０：step７へ step５：信号ＳＰに１を出力 step６：信号ＳＸwに１を出力 step７：信号ＳＹnに１を出力ＲＢ＝１である場合、アドレスデコーダは次のように動
作する。

【００９３】step１：ＤＹ＝メッセージの送信ＰＥ番号
Ｙ座標−ＥＸ番号Ｙ座標 step２：ＤＹ＝０：step３へ、ＤＹ≠０：step６へ step３：ＤＸ＝メッセージの送信ＰＥ番号Ｘ座標−ＥＸ
番号Ｘ座標 step４：ＤＸ＝０：step５へ、ＤＸ≠０：step７へ step５：信号ＳＰに１を出力 step６：信号ＳＹnに１を出力 step７：信号ＳＸwに１を出力各ＸＢは、いずれかの入力ポ−トから入力されたメッセ
ージをいずれかの出力ポ−トに転送する回路である。図
１５に、Ｘ方向クロスバスイッチＸｉ−ＸＢ（ｉ＝０、
１、２または３）の構成を示す。Ｙ方向クロスバスイッ
チも同様である。クロスバスイッチＸｉ−ＸＢは、経路
指示回路１５００と、仮想チャネル回路１５０１〜１５
０３と、スイッチ１５０４〜１５０６で構成される。各
仮想チャネル回路は図５に示されたものと同じである。
経路指示回路１５００は、入力されたメッセージをどの
スイッチから転送するかを決定する。スイッチ１５０４
〜１５０６は、４つのポ−トのうちの１つを選択する。
図の入出力信号ＥＸ０〜ＥＸ２は、そのＸＢに接続され
たＥＸｉ０〜ＥＸｉ２からの信号を示す。例えば、Ｘ０
−ＸＢの場合、入出力信号ＥＸ０〜ＥＸ２はＥＸ００〜
ＥＸ０２に置き換えられる。また、Ｙ０−ＸＢの場合、
入出力信号ＥＸ０〜ＥＸ２はＥＸ２０〜ＥＸ００に置き
換えられる。ＸＢはクロスバスイッチであるため、入力
ＥＸ０〜ＥＸ２のいずれもが、そのままスイッチ１５０
４〜１５０６に接続され、いずれかの入力ポ−トから入
力されたメッセージはそのままスイッチ１５０４〜１５
０６に転送される。経路指示回路１５００の詳細は、図
６の経路指示回路４００に類似であるが、この経路指示
回路１５００は、図６と異なり、ルート指示テーブルを
有しない。すなわち。経路指示回路１５００は、図１６
に示すように、アドレスデコーダ１６０１〜１６０３
と、プライオリティ回路１６０４〜１６０６で構成され
る。アドレスデコーダ１６０１〜１６０２は、メッセー
ジ内の属性情報ＲＢによりメッセージの経路情報をデコ
ードし、送信先を決定する。プライオリティ回路１６０
４〜１６０６は、入力された３つのメッセージのうちの
いずれか１つを選択し、信号Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２に出力す
る。ここでは到着順にメッセージを選択する。但し、Ｒ
Ｂ＝１のメッセージは、ＲＢ＝０のメッセージよりも優
先して転送される。

【００９４】次に本実施例におけるメッセージ転送につ
いて説明する。

【００９５】メッセージは実施例１と同様にワームホー
ル方式を用いて転送される。図１７は、ＰＥ００からＰ
Ｅ２２、ＰＥ０２からＰＥ２０、ＰＥ２２からＰＥ０
０、ＰＥ２０からＰＥ０２にメッセージ１、２Ａ、３、
４Ａを同時に転送する場合を示している。５０４はバッ
ファ０を表し、斜線で示された５０５はバッファ１を表
す。

【００９６】図１７において、送信元プロセッサＰＥ０
０で構成されたメッセージ１に対しては、実施例１と同
様にＰＥ００においてＲＢが０に設定された後、このメ
ッセージ１は、まずＥＸ００に転送される。ＥＸ００
は、実施例１と同様に動作し、メッセージ１はこのＰＥ
００に接続された入力端に設けられた仮想チャネル回路
４０５内のバッファ０に格納される。経路指示回路４０
０も、実施例１と同様に、アドレスデコーダ６０６では
受信ＰＥ番号のＸ座標２と現在のＥＸのＸ座標０を比較
する。本例では比較結果が一致しないため、信号ＳＸw
への出力が１になり、プライオリティ回路６１３から信
号ＳＸwに１が出力され、メッセージ１はスイッチによ
り、Ｘ０−ＸＢに転送される。

【００９７】次にＸ０−ＸＢ内の動作を図１５および図
１６を用いて説明する。図１６に示すように経路指示回
路１５００では、受信ＰＥ番号がアドレスデコーダ１６
０１によりデコードされ、プライオリティ回路１６０６
から信号Ｓ２に１が出力される。図１５に示すように、
メッセージはスイッチ１５０６において、信号Ｓ２によ
り選択され、ＥＸ０２に転送される。

【００９８】ＥＸ０２は、実施例１と同様に動作し、メ
ッセージ１は、バッファ０に格納される。経路指示回路
４００も実施例１と同様に動作し、アドレスデコーダで
は受信ＰＥ番号のＸ座標２と現在のＥＸのＸ座標２を比
較し、比較結果が一致するため、次に受信ＰＥ番号のＹ
座標２と現在のＥＸのＹ座標０を比較し、比較結果が一
致しないため信号ＳＹnへの出力が１になり、プライオ
リティ回路から信号ＳＹnに１が出力され、メッセージ
はスイッチにより、Ｙ２−ＸＢに転送される。

【００９９】次にＹ２−ＸＢ内の動作を図１５および図
１６を用いて説明する。図１６に示すように経路指示回
路１５００では、受信ＰＥ番号がアドレスデコーダ１６
０１によりデコードされ、プライオリティ回路１６０６
から信号Ｓ２に１が出力される。図１５に示すように、
メッセージ１はスイッチ１５０６において、信号Ｓ２に
より選択され、ＥＸ２２に転送される。

【０１００】ＥＸ２２は、実施例１と同様に動作し、メ
ッセージ１はバッファ０に保持される。経路指示回路４
００も実施例１と同様に動作し、アドレスデコーダでは
受信ＰＥ番号のＸ座標２と、現在のＥＸのＸ座標２を比
較し、比較結果が一致するため、次に受信ＰＥ番号のＹ
座標２と、現在のＥＸのＹ座標２を比較し、比較結果が
一致するため、信号ＳＰへの出力が１になり、プライオ
リティ回路から信号ＳＰに１が出力され、メッセージ１
はスイッチにおいて、信号Ｓ２によりＰＥ２２に転送さ
れる。メッセージ１に対する応答は実施例１と同様に転
送される。メッセージ２、メッセージ３、メッセージ４
もメッセージ１と同様な方法で転送できる。

【０１０１】まとめると、メッセージ１の転送経路は、
ＰＥ００（バッファ０）→ＥＸ００（バッファ０）→Ｘ
０−ＸＢ（バッファ０）→ＥＸ０２（バッファ０）→Ｙ
２−ＸＢ（バッファ０）→ＥＸ２２（バッファ０）→Ｐ
Ｅ２２（バッファ１）→ＥＸ２２（バッファ１）→Ｙ２
−ＸＢ（バッファ１）→ＥＸ０２（バッファ１）→Ｘ０
−ＸＢ（バッファ１）→ＥＸ００（バッファ１）→ＰＥ
００（バッファ１）になる。メッセージ３の転送経路
は、ＰＥ２２（バッファ０）→ＥＸ２２（バッファ０）
→Ｘ２−ＸＢ（バッファ０）→ＥＸ２０（バッファ０）
→Ｙ０−ＸＢ（バッファ０）→ＥＸ００（バッファ０）
→ＰＥ００（バッファ０）になる。メッセージ４Ａの転
送経路は、ＰＥ２０（バッファ１）→ＥＸ２０（バッフ
ァ１）→Ｙ０−ＸＢ（バッファ１）→ＥＸ００（バッフ
ァ１）→Ｘ０−ＸＢ（バッファ１）→ＥＸ０２（バッフ
ァ１）→ＰＥ０２（バッファ１）になる。メッセージ２
Ａの転送経路は、ＰＥ０２（バッファ１）→ＥＸ０２
（バッファ１）→Ｙ２−ＸＢ（バッファ１）→ＥＸ２２
（バッファ１）→Ｘ２−ＸＢ（バッファ１）→ＥＸ２０
（バッファ１）→ＰＥ２０（バッファ１）になる。ルー
ティング順序の異なるメッセージをアンダ−ラインで示
した経路のように物理的には同じであるが仮想的には異
なる経路で（異なるバッファを用いて）転送することが
できる。

【０１０２】本実施例に示すアダプティブルーティング
では、仮想チャネル回路によりバッファが多面化され、
かつメッセージのルーティング順序によって使用できる
バッファが一意に決定されるため、経路にループが発生
せずデッドロックが発生しないだけでなく、プロセッサ
においてメッセージ毎に使用するバッファを一意に決定
するため、メッセージにスイッチの通過情報を付加し、
動的にルーティングを行なう従来のアダプティブルーテ
ィングにくらべて制御が簡単になる。

【０１０３】また、本実施例では、２次元ハイパクロス
バネットワークを用いた並列計算機を例にとって説明し
たが、ｎ次元ハイパクロスバネットワークをもった並列
計算機においても同様に実現可能である。

【０１０４】なお、本実施例では、２次元構成の並列計
算機を例にとったが、ｎ次元構成でもよい。

【０１０５】＜変形例＞（１）実施例２に採用した技術を実施例３で使用したハ
イパクロスバネットワークに適用することも容易であ
る。

【０１０６】（２）実施例１、２、３で採用したワーム
ホール方式のメッセージ転送ではなく、バーチャルカッ
トスルー方式の転送方式も使用できる。この場合、仮想
チャネル回路内部のバッファは１つのメッセージを十分
に保持できる容量をもつ。但し、メッセージは種類によ
って大きさが異なるため、各バッファのサイズは、その
バッファを使用するメッセージにあわせればよい。経路
の競合が発生した場合に、ワームホール方式が転送途中
のバッファを確保したまま、先のバッファが空くのを待
つのに比べ、メッセージを保持しているバッファ以外に
は経路の競合の影響がないため、ワームホール方式を用
いた場合に比べて種類の異なるメッセージ間の干渉が少
ない。一方、各ＰＥおよび各スイッチにメッセージ全体
を確保するためのバッファが必要であるため、例えば長
いメッセージを転送する場合には実現が困難である。

【０１０７】（３）実施例１、２、３では、２次元およ
び３次元格子結合ネットワーク、２次元ハイパクロスバ
ネットワークを用いたが、これらに代えて多数の中継ス
イッチで構成される、多段結合ネットワークやハイパキ
ューブネットワークを用いることも出来る。

【０１０８】（４）転送経路にあらかじめループ構造が
存在するトーラスネットワークを用いることも出来る。
その際、仮想チャネルを、メッセージの種類×２個、準
備する必要がある。これはトーラスネットワークの場
合、固定ルーティングで転送しても転送経路にループが
存在し、デッドロックを回避するために１つの入力ポー
トに対して最低２つの仮想チャネルが必要なためであ
る。また、メッセージの種類ごとに使用する仮想チャネ
ルを決めれば、同じルーティング順序で転送してもよ
い。また、ネットワークがｎ次元構成の場合、最大ｎ！
通りのルーティングが可能である。

【０１０９】（５）前述の実施例１、２、３では、メッ
セージの属性情報ＲＢあるいはプライオリティ情報を決
定すると、仮想チャネル回路内部のバッファ番号と、ル
ート指示テーブルにおけるルーティング順序が一意に決
定したが、バッファ番号とルーティングをそれぞれ設定
できるように、メッセージフォーマットを変更してもよ
い。例えば、属性情報ＲＢを２ビットにし、上位１ビッ
トをバッファの設定に、下位１ビットをルーティング順
序設定に用いることができる。プライオリティ情報の場
合も同様に実現できる。

【０１１０】

【発明の効果】本願第１の発明によれば、ネットワーク
中の転送経路の負荷を均一に近付けることができるが、
構造の簡単なネットワークを有する並列計算機が得られ
る。

【０１１１】本願第２の発明によれば、複数種類のメッ
セージを転送でき、それでいて、種類の異なるメッセー
ジ間の干渉を緩和できる、構造の簡単なネットワークを
有する並列計算機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における並列計算機の構成を
示す図である。

【図２】本発明の実施例１におけるメッセージ転送の流
れの概略を示す図である。

【図３】本発明の実施例１におけるプロセッサの構成を
示す図である。

【図４】本発明の実施例１における中継スイッチの構成
を示す図である。

【図５】図４における仮想チャネル回路（４０１）の内
部構成を示す図である。

【図６】図４における経路指示回路（４００）の内部構
成を示す図である。

【図７】図６におけるアドレスデコーダ（６０６）の出
力を示すテーブルである。

【図８】従来の、仮想チャネルを有しない格子結合ネッ
トワークにおけるメッセージの流れを示す図である。

【図９】従来の、仮想チャネルを有しない格子結合ネッ
トワークにおける中継スイッチの内部構成の例を示す図
である。

【図１０】本発明の実施例１におけるメッセージの流れ
を示す図である。

【図１１】本発明の実施例２における並列計算機の構成
を示す図である。

【図１２】図１１における仮想チャネル回路の内部構成
を示す図である。

【図１３】図１１におけるルート指示テーブルの内部構
成を示す図である。

【図１４】本発明の実施例３における並列計算機の構成
を示す図である。

【図１５】図１４におけるクロスバスイッチの内部構成
を示す図である。

【図１６】図１４における中継スイッチの構成を示す図
である。

【図１７】本発明の実施例３におけるメッセージの流れ
を示す図である。

【符号の説明】

１００〜１１５…プロセッサ、１１６〜１３１…中継ス
イッチ（ＥＸ）、１４０…ホスト計算機またはＳＶＰ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のプロセッサと、複数のプロセッサの間で複数のメッセージを互いに並列
に転送するためのメッセージ転送用ネットワークとを有
し、各プロセッサは、上記ネットワークに転送すべきメッセ
ージごとに、そのメッセージの種別に依存する属性情報
をそのメッセージの一部として生成する回路を有し、上記ネットワークは、（ａ）それぞれ上記複数のプロセッサのいずれか一つか
ら送信された複数のメッセージを転送するための、相互
に接続された複数のスイッチ回路からなり、（ｂ）各スイッチ回路は、（ｂ１）複数の入力端および複数の出力端と、（ｂ２）該複数の入力端のいずれか一つに入力されたメ
ッセージ内に含まれ、そのメッセージの送信先のプロセ
ッサを表わすアドレス情報に依存して、該複数の出力
端の内、そのメッセージを転送すべき一つの出力端を選
択する経路選択回路とを有し、（ｃ）上記複数のスイッチ回路の内の少なくとも一部の
複数のスイッチ回路の各々に含まれた上記経路選択回路
は、そのスイッチ回路に供給されたメッセージ内に送信
元プロセッサにより付加され、そのメッセージの種別に
依存する値を有する属性情報にさらに依存して、該複数
の出力端の内、そのメッセージを転送すべき一つの出力
端を選択する経路選択回路からなる並列計算機。
【請求項２】各メッセージ内の上記属性情報は、各スイ
ッチ回路が取り得る複数のメッセージ転送動作モードの
一つを指定する転送制御情報である請求項１記載の並列
計算機。
【請求項３】各メッセージ内の上記属性情報は、そのメ
ッセージの優先度を表わすプライオリティ情報である請
求項１記載の並列計算機。
【請求項４】各プロセッサが各メッセージに対して生成
する上記属性情報は、そのメッセージが、そのプロセッ
サが自発的に送信先のプロセッサに送信するメッセージ
であるかあるいは他の送信元のプロセッサから送信され
たメッセージに応答して、その送信元のプロセッサへ送
付するメッセージであるかに依存して異なる値を有する
請求項１載の並列計算機。
【請求項５】各メッセージの上記属性情報は、そのメッ
セージが緊急のメッセージであるかあるいは通常のデー
タ転送メッセージであるかに依存して異なる値を有する
請求項１記載の並列計算機。
【請求項６】各メッセージの上記属性情報は、そのメッ
セージが、プロセッサの同期用のメッセージであるかあ
るいは放送用のメッセージであるかにさらに依存して異
なる値を有する請求項５記載の並列計算機。
【請求項７】複数のプロセッサと、複数のプロセッサの間で複数のメッセージを互いに並列
に転送するためのメッセージ転送用ネットワークとを有
し、各プロセッサは、上記ネットワークに転送すべきメッセ
ージごとに、そのメッセージの種別に依存する属性情報
をそのメッセージの一部として生成する回路を有し、上記ネットワークは、（ａ）上記複数のプロセッサから送信された複数のメッ
セージを転送するための、相互に接続された複数のスイ
ッチ回路からなり、（ｂ）各スイッチ回路は、（ｂ１）複数の入力端と複数の出力端と、（ｂ２）それぞれ該複数の入力端の一つに対応して設け
られた複数の仮想チャネル回路と、（ｂ３）該複数の仮想チャネル回路より出力されるメッ
セージ内に含まれたアドレス情報に依存して、該複数
の出力端の内、そのメッセージを転送すべき出力端を選
択する経路選択回路とを有し、（ｃ）各仮想チャネル回路は、（ｃ１）メッセージの少なくとも一部を保持する複数の
バッファと、（ｃ２）該一つの入力端から入力されたメッセージ内、
そのメッセージの送信元のプロセッサが指定した属性情
報の値に依存して、上記複数のバッファの一つを選択す
る第１の選択回路と、（ｃ３）該複数のバッファの一つを選択し、そこに保持
されたメッセージを出力する第２の選択回路とを有し、制御する選択制御回路をさらに有するもの。（ｄ）上記
複数のスイッチ回路の内の少なくとも一部の複数のスイ
ッチ回路の各々に含まれた上記経路選択回路は、そのス
イッチ回路に供給されたメッセージ内に送信元プロセッ
サにより付加され、そのメッセージの種別に依存する値
を有する属性情報にさらに依存して、該複数の出力端の
内、そのメッセージを転送すべき一つの出力端を選択す
る経路選択回路からなる並列計算機。
【請求項８】各メッセージ内の上記属性情報は、各スイ
ッチ回路が取り得る複数のメッセージ転送動作モードの
一つを指定する転送制御情報である請求項７記載の並列
計算機。
【請求項９】各メッセージ内の上記属性情報は、そのメ
ッセージの優先度を表わすプライオリティ情報である請
求項７記載の並列計算機。
【請求項１０】各プロセッサが各メッセージに対して生
成する上記属性は、そのメッセージが、そのプロセッサ
が自発的に送信先のプロセッサに送信するメッセージで
あるかあるいは他の送信元のプロセッサから送信された
メッセージに応答して、その送信元のプロセッサへ送付
するメッセージであるかに依存して異なる値を有する請
求項７載の並列計算機。
【請求項１１】各メッセージの上記属性情報は、そのメ
ッセージが緊急のメッセージであるかあるいは通常のデ
ータ転送メッセージであるかに依存して異なる値を有す
る請求項７記載の並列計算機。
【請求項１２】各メッセージの上記属性情報は、そのメ
ッセージが、プロセッサの同期用のメッセージであるか
あるいは放送用のメッセージであるかに依存してさらに
異なる値を有する請求項１１記載の並列計算機。