[发明专利]基于向量指令的大整数乘法实现方法及装置

摘要

一种基于向量指令的大整数乘法实现方法及装置，将大整数乘法的被乘数和乘数分别拆分为一个或多个向量长度整数，计算这些整数相乘，并对所有乘积求和；计算两个向量长度的整数相乘时，将所有向量乘法指令产生的积向量按照指定的次序组成两条加法进位链，利用带进位的向量加法指令，将每次向量相加产生的进位作为下一个向量加法指令的输入，消除链中所有加法进位，只产生两个加法进位，将其加回，得到两个向量长度整数的乘积。特别地，若被乘数和乘数的长度都小于向量长度的1/n，将n组整数相乘合并为一次向量长度整数相乘，计算吞吐量提升n倍。基于以上大整数乘法方法，还公开了一种基于Intel Xeon Phi协处理器的高速大整数乘法装置。本发明减少了大整数乘法需要的指令数，降低了计算延迟，提高了计算吞吐量。

主权项

一种基于向量指令的大整数乘法实现方法，该方法应用在计算机的公钥密码计算过程，其特征包括：A、将大整数乘法的被乘数和乘数拆分为一个或多个向量长度的整数；B、计算向量长度的整数相乘，过程为：(1)将被乘数向量依次与乘数向量的每个字相乘，得到所有积向量；(2)将积向量组成一条字对齐的加法进位链，称为型加法进位链，利用带进位的向量加法指令消除链中产生的所有加法进位，产生一组和向量和一个加法进位；(3)将和向量组成一条错开一个字的加法进位链，称为型加法进位链，利用带进位的向量加法指令消除链中产生的所有加法进位，产生两个和向量和一个加法进位；(4)将两个加法进位与和向量相加，得到被乘数向量和乘数向量的乘积；重复执行步骤(1)至步骤(4)计算出步骤A拆分出的所有向量长度的整数的乘积；C、对所有向量长度的整数的乘积求和。