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Multimedia Acceleration eXtensions ( MAX)は、 Hewlett-Packard PA-RISC 命令セット アーキテクチャ(ISA)の命令セット拡張です。MAX は、1990 年代に普及し始めたマルチメディア アプリケーションのパフォーマンスを向上させるために開発されました。
MAX 命令は、汎用レジスタにパックされた複数の 16 ビット整数で構成される32 ビットまたは 64 ビットのSIMD データ型で動作します。使用可能な機能には、加算、減算、シフトが含まれます。
最初のバージョンMAX-1は、 32 ビットPA-RISC 1.1 ISA用でした。2 番目のバージョンMAX-2 は、 64 ビットPA-RISC 2.0 ISA 用でした。
注目度
このアプローチは、命令セットが他のマルチメディア CPU よりもはるかに小さく、より汎用的であるという点で注目に値します。命令セットが小さくてシンプルなため、電子機器の定期的なコストが削減され、設計のコストと難しさも軽減されます。命令の汎用性により、命令の全体的な価値が高まります。これらの命令は、CPU の算術論理ユニットにわずかな変更を加えるだけで済みます。同様の設計アプローチは、他の CPU 設計のマルチメディア命令の成功モデルとなることが期待されます。[1] [2] [3] また、命令セットが小さいのは、CPU に強力なシフト命令とビット操作命令がすでに含まれていたためです。レジスタのペアをシフトする「シフト ペア」、ビット フィールドの「抽出」と「デポジット」、一般的なビット単位の論理演算 (AND、OR、排他的 OR など) がすべて含まれていました。[2]
このマルチメディア命令セットは、そのパフォーマンスも実証されています。1996 年には、64 ビットの「MAX-2」命令により、RISC CPU の面積をわずか 0.2% 増加させるだけで、 MPEG-1およびMPEG-2ビデオのリアルタイム パフォーマンスを実現しました。[1]
実装
MAX-1は1994年にPA-7100LCで初めて実装されました。これは通常、ISAの最初のSIMD拡張であると考えられています。2番目のバージョンであるMAX-2は、 64ビットPA-RISC 2.0 ISA用でした。これは1996年にリリースされたPA-8000マイクロプロセッサで初めて実装されました。[1]
MAX-2 の演算に対する基本的なアプローチは、16 ビットのサブワード間の「桁上げを中断」し、モジュラー演算、符号付き飽和、符号なし飽和のいずれかを選択することです。これには、算術論理ユニットにわずかな変更を加えるだけで済みます。[2]
マックスワン
マックス2
MAX-2 命令は、64 ビット量の複数の整数を操作するレジスタ間命令です。PA -8000マイクロプロセッサとその派生製品では、すべて 1 サイクルのレイテンシがあります。メモリ アクセスは、標準の 64 ビット ロードとストアを介して行われます。
「MIX」命令と「PERMH」命令は、メモリにアクセスせずにレジスタセット内のワードを並べ替えるという点で注目すべき革新です。これにより、多くの操作を大幅に高速化できます。[2]
参考文献
- ^ abc Lee, Ruby B. (1996年8月). 「MAX-2によるサブワード並列処理」(PDF) . IEEE Micro . 16 (4): 51–59. doi :10.1109/40.526925 . 2014年9月21日閲覧。
- ^ abcdefg Lee, Ruby ; Huck, Jerry (1996 年 2 月 25 日)。「PA-RISC 2.0 アーキテクチャにおける 64 ビットおよびマルチメディア拡張機能」。COMPCON '96。情報スーパーハイウェイ向けテクノロジ 論文ダイジェスト。pp. 152–160。doi : 10.1109 / CMPCON.1996.501762。ISBN 0-8186-7414-8. S2CID 13081443。
- ^ Lee, Ruby B. (1995年4月). 「拡張マイクロプロセッサによるマルチメディアの高速化」(PDF) . IEEE Micro . 15 (2): 22–32. doi :10.1109/40.372347 . 2014年9月21日閲覧。
- マルチメディア アクセラレーション拡張 (MAX-1 および MAX-2) PA-RISC CPU アーキテクチャOpenPA.net