[發明專利]用于執行點積運算的指令和邏輯

有效

• 申請號: 200710180647.7
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN101187861A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: R·佐哈;M·塞科尼;R·帕塔薩拉蒂;S·欽努帕蒂;M·布克斯頓;C·德西爾瓦
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌

技術領域

本發明涉及執行數學運算的處理裝置及相關軟件和軟件序列的領域。

背景技術

計算機系統已經越來越深入我們的社會。計算機的處理能力已經提高了各種職業的工人的效率和生產力。由于購買和擁有計算機的費用持續下降，所以越來越多的消費者能夠利用更新、更快的機器。此外，許多人由于使用自由而樂于使用筆記本電腦。移動計算機使用戶可在離開辦公室或旅行時輕松地傳輸數據以及進行工作。這種情況是營銷人員、公司管理人員甚至學生常見的。

隨著處理器技術的進步，還產生了更新的軟件代碼來在具有這些處理器的機器上運行。用戶一般預期并要求他們的計算機的更高性能，而不管所使用的軟件類型。從處理器內實際執行的指令和操作的種類中可能產生一個這樣的問題。根據操作的復雜度和/或所需電路的類型，某些類型的操作需要更多時間來完成。這提供了優化在處理器內部執行某些復雜操作的方式的機會。

十多年來，媒體應用推動了微處理器的發展。實際上，媒體應用推動了近年來的大多數計算升級。這些升級主要在消費者方面發生，但是，對于娛樂增強教育和通信目的，在企業方面也看到顯著的進步。然而，還有媒體應用需要更高的計算要求。因此，將來的個人計算體驗在視聽效果方面更為豐富，并且更容易使用，更重要的是，計算將與通信融合。

因此，圖像的顯示以及共同稱作內容的音頻和視頻數據的回放已經逐漸成為當前計算裝置的流行應用。濾波和卷積操作是對內容數據、如圖像音頻和視頻數據所執行的最常見操作的一部分。這類操作是計算密集的，但是提供可通過采用各種數據存儲裝置(如單指令多數據(SIMD)寄存器)的有效實現來利用的高級數據并行性。許多當前的體系結構還需要多個操作、指令或子指令(往往稱作“微操作”或“μop”)來對多個操作數執行各種數學運算，由此減小吞吐量并增加執行數學運算所需的時鐘周期數量。

例如，可能需要由多個指令組成的指令序列來執行產生點積所需的一個或多個運算，包括相加由處理裝置、系統或計算機程序中的各種數據類型所表示的兩個或兩個以上數值之積。但是，這類現有技術可能需要許多處理周期，并且可能使處理器或系統消耗不必要的功率以產生點積。此外，一些現有技術可能在可進行操作的操作數的數據類型方面受到限制。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種已在其中存儲了指令的機器可讀介質，所述指令在由機器執行時，使所述機器執行包括以下步驟的方法：確定各具有第一數據類型的多個打包值的至少兩個操作數的點積結果；存儲所述點積結果。

根據本發明的另一方面，提供了一種裝置，包括：第一邏輯，對第一數據類型的至少兩個打包操作數執行單指令多數據點積指令。

根據本發明的又一方面，提供了一種系統，包括：第一存儲器，存儲單指令多數據點積指令；處理器，連接到所述第一存儲器以執行所述單指令多數據點積指令。

根據本發明的再一方面，提供了一種方法，包括：將第一打包操作數的第一數據元素與第二打包操作數的第一數據元素相乘，以產生第一乘積；將所述第一打包操作數的第二數據元素與所述第二打包操作數的第二數據元素相乘，以產生第二乘積；將所述第一乘積與所述第二乘積相加，以產生點積結果。

此外，本發明還提供了一種處理器，包括：源寄存器，存儲包括第一數據值和第二數據值的第一打包操作數；目標寄存器，存儲包括第三數據值和第四數據值的第二打包操作數；根據所述點積指令所指示的控制值來執行單指令多數據點積指令的邏輯，所述邏輯包括將所述第一數據值和第三數據值相乘以產生第一乘積的第一乘法器、將所述第二數據值和第四數據值相乘以產生第二乘積的第二乘法器，所述邏輯還包括將所述第一乘積和第二乘積相加以產生至少一個和數的至少一個加法器。

附圖說明

通過附圖、作為實例而非限制地來說明本發明：

圖1A是采用處理器組成的計算機系統的框圖，包括根據本發明的一個實施例執行點積操作的指令的執行單元；

圖1B是根據本發明的一個備選實施例的另一個示范性計算機系統的框圖；

圖1C是根據本發明的另一個備選實施例的再一個示范性計算機系統的框圖；

圖2是一個實施例的處理器的微體系結構的框圖，包括根據本發明執行點積操作的邏輯電路；

圖3A示出根據本發明的一個實施例的多媒體寄存器中的各種打包數據類型表示；

圖3B示出根據一個備選實施例的打包數據類型；

圖3C示出根據本發明的一個實施例的多媒體寄存器中的各種有符號和無符號打包數據類型表示；

圖3D示出一種操作編碼(操作碼)格式的一個實施例；