[發(fā)明專利]用于GPU中的頁(yè)映射的專門(mén)機(jī)制

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710137643.0
• 申請(qǐng)日: 2007-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101118646A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彼得·C·童;桑尼·S·楊;凱文·J·克蘭楚施;加里·D·洛倫森;凱曼·吳;阿希什·K·考爾;科林恩·S·凱斯;斯特凡·A·戈特沙爾克;丹尼斯·K·馬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 輝達(dá)公司
• 主分類號(hào): G06T1/60
• 分類號(hào): G06T1/60;G06F12/10
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王允方;劉國(guó)偉

相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考

本申請(qǐng)案主張Tong等人的2006年7月31日申請(qǐng)的第60/820,952號(hào)和2006年8月1日申請(qǐng)的第60/821,127號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述兩個(gè)申請(qǐng)案題目均為“DEDICATED?MECHANISM?FOR?PAGE-MAPPING?IN?A?GPU”，其兩者以引用的方式并入本文中。

本申請(qǐng)案與以下共同擁有且共同待決的美國(guó)專利申請(qǐng)案相關(guān)：2005年10月18日申請(qǐng)的第11/253,438號(hào)，題為“Zero?Frame?Buffer”；2005年3月10日申請(qǐng)的第11/077,662號(hào)，題為“Memory?Management?for?Virtual?Address?Space?with?Translation?Units?of?VariableRange?Size”；以及2005年3月10日申請(qǐng)的第11/077662號(hào)，題為“Memory?Managementfor?Virtual?Address?Space?with?Translation?Units?of?Variable?Range?Size”，所述專利申請(qǐng)案均以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及消除或減少用于檢索系統(tǒng)存儲(chǔ)器顯示數(shù)據(jù)存取所需的地址轉(zhuǎn)譯信息的系統(tǒng)存儲(chǔ)器存取。

背景技術(shù)

圖形處理單元(GPU)被包含作為計(jì)算機(jī)、視頻游戲、汽車導(dǎo)航和其它電子系統(tǒng)的一部分，以便在監(jiān)視器或其它顯示裝置上產(chǎn)生圖形圖像。待開(kāi)發(fā)的最初的GPU將像素值(即，實(shí)際顯示的顏色)存儲(chǔ)在稱為幀緩沖器的局部存儲(chǔ)器中。

從那時(shí)起，GPU(尤其是由加州圣克拉拉的NVIDIA公司設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的GPU)的復(fù)雜性已顯著增加。存儲(chǔ)在幀緩沖器中的數(shù)據(jù)的大小和復(fù)雜性同樣增加。這種圖形數(shù)據(jù)現(xiàn)不僅包含像素值，而且包含紋理、紋理描述符、遮影器程序指令和其它數(shù)據(jù)及命令。這些幀緩沖器現(xiàn)因認(rèn)可了其擴(kuò)展的作用而常被稱為圖形存儲(chǔ)器。

直到最近，GPU已經(jīng)由高級(jí)圖形端口或AGP總線與中央處理單元和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的其它裝置通信。雖然開(kāi)發(fā)出這種總線的較快版本，但其不能夠?qū)⒆銐虻膱D形數(shù)據(jù)傳送到GPU。因此，圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在GPU可用的局部存儲(chǔ)器中，而不必經(jīng)過(guò)AGP端口。幸運(yùn)的是，已開(kāi)發(fā)出一種新的總線，其是外圍組件互連(PCI)標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)版本，或稱PCIE(PCI?express)。NVIDIA公司已對(duì)這種總線協(xié)議和所引起的實(shí)施方案進(jìn)行了很大程度的改進(jìn)和改良。這進(jìn)而已允許為了利于經(jīng)由PCIE總線存取的系統(tǒng)存儲(chǔ)器而消除局部存儲(chǔ)器。

由于圖形存儲(chǔ)器位置的變化而產(chǎn)生了各種復(fù)雜情況。一種復(fù)雜情況是，GPU使用虛地址跟蹤數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位置，而系統(tǒng)存儲(chǔ)器使用實(shí)地址。為了從系統(tǒng)存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)，GPU將其虛地址轉(zhuǎn)譯為實(shí)地址。如果這一轉(zhuǎn)譯花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間，那么系統(tǒng)存儲(chǔ)器可能不會(huì)以足夠快的速度將數(shù)據(jù)提供到GPU。對(duì)于必須持續(xù)且快速地提供到GPU的像素或顯示數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)尤其如此。

如果將虛地址轉(zhuǎn)譯為實(shí)地址所需的信息沒(méi)有存儲(chǔ)在GPU上，那么這種地址轉(zhuǎn)譯可能花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間。明確地說(shuō)，如果此轉(zhuǎn)譯信息在GPU上不可用，那么需要第一存儲(chǔ)器存取來(lái)從系統(tǒng)存儲(chǔ)器中檢索所述轉(zhuǎn)譯信息。只有這樣，才可在第二存儲(chǔ)器存取中從系統(tǒng)存儲(chǔ)器讀取顯示數(shù)據(jù)或其它所需數(shù)據(jù)。因此，第一存儲(chǔ)器存取串聯(lián)于第二存儲(chǔ)器存取之前，因?yàn)樵跊](méi)有第一存儲(chǔ)器存取所提供的地址的情況下無(wú)法進(jìn)行第二存儲(chǔ)器存取。額外的第一存儲(chǔ)器存取可能長(zhǎng)達(dá)1usec，從而大大減緩讀取顯示數(shù)據(jù)或其它所需數(shù)據(jù)的速率。

因此，需要消除或減少用于從系統(tǒng)存儲(chǔ)器檢索地址轉(zhuǎn)譯信息的這些額外存儲(chǔ)器存取的電路、方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明實(shí)施例提供消除或減少用于檢索系統(tǒng)存儲(chǔ)器顯示數(shù)據(jù)存取所需的地址轉(zhuǎn)譯信息的系統(tǒng)存儲(chǔ)器存取的電路、方法和設(shè)備。明確地說(shuō)，地址轉(zhuǎn)譯信息存儲(chǔ)在圖形處理器中。這減少或消除對(duì)于用于檢索轉(zhuǎn)譯信息的單獨(dú)系統(tǒng)存儲(chǔ)器存取的需要。由于不需要額外的存儲(chǔ)器存取，所以處理器可更快地轉(zhuǎn)譯地址并從系統(tǒng)存儲(chǔ)器讀取所需的顯示數(shù)據(jù)或其它數(shù)據(jù)。