[發明專利]執行并行著色操作

有效

• 申請號: 201010535140.0
• 申請日: 2010-11-03
• 公開（公告）號: CN102054265B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: T·G·阿克寧-穆勒;R·P·薩特
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 趙騰飛,王英

背景技術

本發明總體上涉及基于處理器的系統，并更加具體地，涉及進行圖形處理的基于處理器的系統。在圖形處理中，可以操縱電子數據以呈現用于顯示在計算機顯示器上的圖形圖像。

剔除算法被用在計算機圖形學中以避免執行不必要的工作。例如，可編程的剔除消除了實際永遠不會在最終的描繪中出現的圖形元素所需要的處理。被其它元素遮擋的圖形元素永遠不會出現在實際的最終描繪中，然而對那些元素的處理卻可能消耗處理帶寬并對性能產生不利影響。對不在視錐體中的對象不需要進行處理。類似地，對不顯示在圖形描繪中的表面上的特征不需要進行處理。

剔除著色器針對多個元素(例如像素或頂點)而自動生成，并針對每組圖元而被讀取一次以確定是否剔除一個組中的所有元素。例如，可以做出是否一次性剔除多個像素的決定。在被稱為圖塊的像素組上執行剔除測試，這樣如果一個圖塊被剔除，那么在該圖塊中沒有像素需要被著色或者在該圖塊中的每個像素都可以執行更短且更有效的著色器。為了剔除面片(patch)內部的多個點，對保守的界限或多點包圍進行剔除測試。

典型的剔除算法由于其需要額外的處理而導致一些開銷成本。因此，存在由于剔除算法所造成的性能下降，即使如此，從凈出上看，當剔除實際上消除了圖塊或頂點組時，這些算法導致了性能的提升。

附圖說明

圖1為對根據本發明的一個實施例的可編程的圖形管線的概要性描繪；

圖2為對根據本發明的一個實施例的雙核心處理器體系結構的描繪；

圖3為針對本發明的一個實施例的流程圖；以及

圖4為針對一個實施例的系統描繪。

具體實施方式

在一些實施例中，圖形處理核心可以包括至少兩個或更多個管道(pipe)。根據一些實施例，可以在一個管道上執行較低頻率的操作(較不經常發生的操作)，而同時在另一個管道上執行同一個指令流中的較高頻率的操作。在一些情況下，較低頻率的操作的結果可以被保持以供稍后在另一個管道上的較高頻率的操作中使用。在一些情況下可以提升效率，在這些情況中有可能使用較低頻率管道中未被使用的時隙(slot)來執行操作，這些操作協助在較高頻率管道中執行的操作。

有可能存在許多這種并行性的例子。例如，較低頻率的操作可以是剔除著色器，而較高頻率的操作可以是像素著色器。較低頻率的操作可以是固定功能剔除操作，例如視錐體剔除操作或背面剔除操作，而較高頻率的操作可以是光柵化。再如另一個示例，較低頻率的操作可以是幾何著色，而較高頻率的操作可以是像素著色。一般來說，在圖形管線(pipeline)中的任何操作都可以并行地運行。如本文所使用的，并行運行的意思是，在圖形管線的至少兩個不同管道上的操作是同一個指令流的組成部分并且被同時執行。

在一些情況下，圖形管線可以包括一個或多個管道，這些管道中的一個管道比其它管道寬。例如，在一個實施例中，一個管道可以是16道寬而另一個管道可以是1道寬。可以在較寬的管道上執行較高頻率的操作而在較窄的管道上執行較低頻率的操作。然而，可以存在具有各種寬度的任何數量的管道。在下面的討論中給出了一個示例，在這個示例中，在較低頻率管道中執行剔除著色，而在較高頻率管道中執行像素著色。這是一個極其具有優勢的實施例，因為它在當通過使用較低頻率管道上的原本不被使用的時隙而使剔除著色可以與像素著色同時被執行時，可以實現只有很少或沒有開銷的剔除著色。然而，本發明并不局限于此，并且可以應用到任何數量的管道、任何多樣的管道寬度以及以不同頻率并行執行的各種操作中的任何操作。

根據一些實施例，可以并行地執行實際的頂點或像素著色器程序。在雙管線體系結構中，一條管線，被稱為U管線或U-管道，負責執行主要指令，而第二條更受限制的管道，被稱為V管線或V-管道，負責執行標量指令。標量指令一次對單獨一個元素進行操作。U-管道對一次處理多個數據項的矢量操作進行操作。

在典型的圖形管線中，可編程的著色器階段可以是工作量的主導部分。由于工作量的高吞吐量，這些著色器被編譯為運行在U-管道上的代碼，一次處理多個元素。需要一些標量指令來用來粘合這些矢量操作，但是存在未被利用的空時隙。這些空時隙可以被利用以執行針對下一個圖塊或繪圖調用的剔除著色器程序。

“繪圖調用”是一個狀態集合以及一組幾何體，從而可以使用一個(或至少是很少量的)應用程序接口調用來將整個組和狀態經由應用程序接口送入圖形卡，節約了開銷。