[發明專利]用于執行點積運算的指令和邏輯

在審

• 申請號: 201110460731.0
• 申請日: 2007-09-20
• 公開（公告）號: CN102622203A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 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: G06F7/544
• 分類號: G06F7/544
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜

本申請是申請日為2007年9月20日、申請號為200710180647.7、發明名稱為“用于執行點積運算的指令和邏輯”的申請的分案申請。

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他們的數據以及利用所述移動計算機進行工作。這種情況在營銷人員、公司管理人員甚至學生中是常見的。

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來自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，為了娛樂性增強的教育和通信目的，在企業方面也看到顯著的進步。然而，未來的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將更為豐富，并且更容易使用，更重要的是，計算將與通信融合。

因此，圖像的顯示以及統稱為內容的音頻和視頻數據的回放已經逐漸成為當前計算設備的流行應用。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設備(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。多個當前的體系結構還需要多個操作、指令或子指令(通常稱作“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必需的一個或多個運算，包括將由處理裝置、系統或計算機程序內的各種數據類型所表示的兩個或兩個以上數值之積相加。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，提供了一種用于執行點積運算的處理器，包括：

解碼器，用于對單指令多數據(SIMD)點積指令進行解碼，該點積指令指定：存儲包括第一數據值和第三數據值的第一打包操作數的第一寄存器，存儲包括第二數據值和第四數據值的第二打包操作數的第二寄存器，和控制值；以及

邏輯，對解碼的SIMD點積指令作出響應，取決于所述控制值從所述第一打包操作數和所述第二打包操作數中選擇各自的數據值，以便將它們的乘積包括在點積中，該邏輯包括將所選的第一數據值和第二數據值相乘以產生第一乘積的第一乘法器、將所選的第三數據值和第四數據值相乘以產生第二乘積的第二乘法器，該邏輯還包括至少將所述第一乘積和所述第二乘積相加在一起以產生和數的加法器，并取決于控制值將和數或空值存儲為目標寄存器的第一打包值，以及取決于控制值將和數或空值存儲為目標寄存器的第二打包值。

根據本發明的另一方面，提供了一種用于按照由點積指令指示的控制值執行單指令多數據(SIMD)點積指令的方法，該方法包括：

按照所述控制值，從第一打包操作數和第二打包操作數中選擇各自的數據元素以便將它們的乘積包括在點積中；

將第一打包操作數的第一對應的數據元素和第二打包操作數的第一對應的數據元素相乘以產生所選的第一乘積；

將第一打包操作數的第二對應的數據元素和第二打包操作數的第二對應的數據元素相乘以產生所選的第二乘積；

將所選的第一乘積與所選的第二乘積相加在一起，以至少部分產生點積結果；以及

按照所述控制值，或者將所述點積結果或者將零值存儲為目標操作數的第一打包值，以及或者將所述點積結果或者將零值存儲為目標操作數的第二打包值。

根據本發明的又一方面，提供了一種處理系統，包括：

存儲單指令多數據(SIMD)點積指令的存儲器；