[發明專利]在單片構造的硅芯片上采用多個圖形核心的圖形處理和顯示系統

無效

• 申請號: 200680002976.6
• 申請日: 2006-01-25
• 公開（公告）號: CN101849227A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: R·巴卡拉什;O·雷默茨;E·弗格爾
• 申請（專利權）人: 透明信息技術有限公司
• 主分類號: G06F13/14
• 分類號: G06F13/14;G06F13/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳煒

1.一種用于實現圖形處理和顯示系統的單片構造的硅芯片，具有各自包含使用一個或多個并行化模式支持圖像處理的并行化的圖形處理單元的多個GPU驅動管道核心，并且適用于與計算系統接口，所述計算系統具有用于在至少一個計算機屏幕上顯示圖像的裝置，并且支持(i)用于發布圖形命令的一個或多個軟件應用，(ii)用于存儲用以實現所述圖形命令的一個或多個圖形庫(即，OpenGL和DierctX一狀態機)，以及(iii)用于允許所述GPU驅動管道核心與所述圖形庫交互的多管道驅動器，其中所述多管道驅動器包括(1)GPU驅動器單元，用于執行與和所述計算系統的操作系統(OS)以及圖形庫(例如，OpenGL或DirectX)的交互相關聯的一般化GPU驅動器的功能，(2)分布式圖形功能控制模塊，用于執行與根據并行化策略管理實行不同的并行化模式相關聯的功能，(3)狀態監視驅動器模塊，用于持續地分析包括狀態命令在內的所有傳入命令、將某些狀態命令和部分數據傳送至所述所有GPU驅動管道核心以保持跨所述各GPU驅動圖形管道核心的有效狀態，(4)應用剖析和分析驅動器模塊，用于執行對所述計算系統中應用參數的實時連續監視以標識所述圖形系統內容易引起數據瓶頸的問題區，其中所述應用剖析和分析驅動器模塊使用來自以下的輸入(i)所述多個GPU驅動管道核心的寄存器、(ii)所述控制單元的寄存器，以及圖形API命令，以及(5)并行性策略管理驅動模塊，用于使用所述應用剖析和分析驅動器模塊的結果在每幀的基礎上決定所述GPU驅動管道核心的并行化模式，并且使這些決定由MP-SOC的控制單元來實行。

所述硅芯片包括：

所述多個GPU驅動管道核心；

路由中心，部署在所述CPU總線上，用于在所述各GPU驅動管道核心之間分布來自所述CPU的圖形數據流，并隨后將來自所述各管道核心的渲染結果(幀緩沖)收集至所述合成單元，

其中所述數據被分布的方法由所述控制單元來指示，并取決于當前并行化模式；

合成單元，用于根據所述正在進行的并行化模式重新合成所述各個部分幀緩沖；

控制單元，用于根據所選的并行化模式控制所述圖像處理和顯示系統的配置和功能處理；

處理元件(PE)，具有內部和外部存儲器；

剖析功能單元，用于將基準數據遞交給所述多管道驅動器；以及

顯示器接口，用于運行單個或多個顯示器屏幕。

2.如權利要求1所述的硅芯片，其特征在于，還包括高速緩沖存儲器，用于服務于所述處理元件，并用于高速緩沖為所述各GPU驅動管道核心共有的圖形數據。

3.如權利要求2所述的硅芯片，其特征在于，所述圖形數據從紋理和頂點對象當中選擇。

4.如權利要求1所述的硅芯片，其特征在于，所述基準數據包括從存儲器速度、按字節計的存儲器使用量、渲染的總像素數、進入渲染的幾何數據、幀速率、每個管道核心的工作負荷、圖形管道之間的負荷平衡、傳輸的數據量、紋理計數、以及深度復雜度當中選擇的數據。

5.如權利要求1所述的硅芯片，其特征在于，所述圖形庫是從OpenGL和DirectX當中選擇的。

6.如權利要求1所述的硅芯片，其特征在于，所述GPU驅動管道核心的數目沒有架構限制。

7.如權利要求1所述的硅芯片，其特征在于，所述各GPU驅動管道核心被以不同的并行化模式組織以解決性能瓶頸。

8.如權利要求7所述的硅芯片，其特征在于，所述并行化模式包括對象分割模式、圖像分割模式以及時間分割模式。

9.如權利要求1所述的硅芯片，其特征在于，所述基準數據包括存儲器速度、按字節計的存儲器使用量、渲染的總像素數、進入渲染的幾何數據、幀速率、每個管道核心的工作負荷、管道核心之間的負荷平衡、傳輸的數據量、紋理計數、以及深度復雜度。

10.如權利要求1所述的硅芯片，其特征在于，在可連接至所述計算系統的主板的圖形卡上實現。