RISC-V Workshop Zurichで発表されたRISC-V Vector Extension 0.7.1の資料がアップロードされたので、さっそく概要を把握してみる。
ちなみに、詳細な資料はこちらを参照した方がよい。
ベクトル命令のアップデート
RISC-Vの"V"拡張について。Ver 0.7が公開されている。詳細は https://github.com/riscv/riscv-v-spec を参照のこと。
RISC-VのVector拡張についての概要。32本のベクトルレジスタが定義される。各レジスタの要素はVLMAXで定義される要素までを最大で格納することができる。このVLMAXはRISC-Vコアの実装に依存する。
- 命令
主要なCSR
ベクトル命令のパラメータ
ELEN: ビット内の最大要素VLEN: ベクトルレジスタ内のビット数。VLEN >= ELENSLEN: ビット内のストリップ距離VLEN >= SLEN >= ELEN
VLMAXはVLEN(ベクトルレジスタビット長) /SEW(ベクトルレジスタの要素のビット幅)で算出される。- 現在の有効なベクトル長は
vlレジスタによって取得できる。これは0 <= vl <= VLMAXである必要がある。
ベクトル制御命令
vlsetvli rd, rs1, imm:rs1にアプリケーションベクトル長(Application Vector Length : AVL)を指定する。immにvtypeのエンコーディング<vsew, vlmul, vediv>を指定する。rdには算出されるvlが返されるmin(AVL, VLMAX)例 :
memcpy
# void*memcpy(void*dest,constvoid*src, size_tn)
# a0=dest, a1=src, a2=n
memcpy:
mv a3, a0 # Copy destination
loop:
vsetvli t0, a2, e8 # ベクトルの要素を8-bitに設定 <11101000>
vlb.v v0, (a1) # ベクトルレジスタv0にデータをロード
add a1, a1, t0 # ポインタを進める。
sub a2, a2, t0 # カウンタをデクリメントする。
vsb.v v0, (a3) # ベクトルレジスタの値をメモリにストアする。
add a3, a3, t0 # ポインタを進める。
bnez a2, loop # まだ要素が残っているか？
ret # Return
混合精度をサポートするために
- 例えば32-bitのデータと16-bitのデータに対して演算を行うために必要なのは、
VLMAXの値を保持するためにより多くのベクトルレジスタが必要となる。 - データパスを増大させないために、レジスタ内のデータを綺麗に並べておく必要がある。
これをサポートするために、vtypeレジスタ内のvlmulフィールドにより、ベクトルレジスタをグループ化することができる。LMUL=1,2,4,8。VLMUX = LMUL * VLEN / SEWとなる。
ベクトル命令は、グループ化されたレジスタすべてに適用される。
セグメントロードストア
vlseg3b.v v4, (x10) という命令をサポートする。
RGBなどの3つの並んだデータ(Array of Struct)を、ベクトル要素毎に並べ替えて格納する(Struct of Array)。※あれ、この命令どこかで見たような...
例外のサポート
ベクトル要素のロード中に例外が発生した場合、vstartシステムレジスタが、どの要素まで処理を行っていたを記録しており、次のベクトル命令でその位置から操作を再開する。vstartシステムレジスタは、ベクトル命令が新たに実行される度に0に初期化されるので、ユーザプログラム自身はvstartを意識する必要はない。
Divide Elements
より小さなデータをサポートするためにSEWのデータをさらに分割することができる。EDIV=1, 2, 4, 8。
