[發明專利]具有通用寄存器資源管理的矢量處理器

有效

• 申請號: 201710061694.3
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN108364251B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 朱韻鵬;吉姆歇德·米爾扎
• 申請（專利權）人: 超威半導體公司;ATI科技無限責任公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06T1/20;G06F9/30
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;張華

本發明涉及一種具有通用寄存器資源管理的矢量處理器。一種用于在矢量處理器的計算單元中分配寄存器的方法包括：確定將在計算單元處由內核的多個線程同時使用的寄存器的最大數目。該方法還包括基于所確定的寄存器的最大數目與在計算單元處實現的物理寄存器的總數的比較來設置在計算單元處的寄存器分配的模式。

技術領域

本發明涉及計算機領域，更具體而言，涉及一種具有通用寄存器資源管理的矢量處理器。

背景技術

圖形處理單元(GPU)和其它矢量處理器通常采用多個計算單元，每一計算單元具有一個或多個算術邏輯單元(ALU)，以并行執行著色器或其它計算內核的對應的多個線程。每個計算單元提供一組物理通用寄存器(GPR)，其可以被分配給線程以在計算單元處執行線程期間使用。然而，在計算單元中實現的每個物理GPR消耗相應量的功率。更復雜的著色器或內核通常需要大量的GPR，因此確保足夠數量的物理GPR可用于支持這種復雜的計算內核可導致過多的功率消耗，以及需要相當大的模具底面空間(die floorspace)來實現。相反，如果考慮到功率和地面空間限制而使用較少數量的GPR，則處理器通常在可并行執行的線程的數量方面相應地受到限制，這可導致相對低的ALU占用。

發明內容

在本發明的一個方面，提供了一種用于在矢量處理器的計算單元中分配寄存器的方法，所述方法可以包括：確定要由所述計算單元處的內核的多個線程同時使用的寄存器的最大數目；以及基于所確定的寄存器的最大數目與在所述計算單元處實現的物理寄存器的總數的比較，在所述計算單元處設置寄存器分配的模式。

在本發明的另一個方面，提供了一種矢量處理器，其可以包括：成組的一個或多個計算單元，每個計算單元包括：成組的物理寄存器；成組的算術邏輯單元(ALU)；和寄存器資源管理器，其用于確定要由所述計算單元處的內核的多個線程同時使用的寄存器的最大數目，以及基于所確定的寄存器的最大數目與在所述計算單元處實現的物理寄存器的總數的比較，在所述計算單元處設置寄存器分配的模式。

在本發明的又一個方面，提供了一種用于矢量處理器的計算單元中的物理寄存器管理的方法，所述方法可以包括：監控在所述計算單元處實現的成組的物理寄存器中的每個物理寄存器的分配狀態；響應于識別其中所述成組的物理寄存器中的每個物理寄存器被分配給在所述計算單元處執行的內核的對應線程的超額預訂條件；選擇虛擬寄存器模式和線程暫停模式中的一個；響應于選擇所述虛擬寄存器模式并且響應于來自所述內核的線程的對分配寄存器的請求，實例化所述矢量處理器的存儲器層級中的虛擬寄存器并將所述虛擬寄存器分配給所述線程；以及響應于選擇所述線程暫停模式并且響應于來自所述內核的線程的對分配寄存器的請求，暫停所述線程的執行，直到所述成組的物理寄存器中的物理寄存器變得可用于分配。

附圖說明

通過參考附圖，本公開可以被更好地理解，并且其許多特征和優點對于本領域技術人員而言是顯而易見的。在不同的附圖中使用相同的附圖標記表示相似或相同的項目。

圖1是根據一些實施方式的利用具有超額預訂支持(oversubscriptionsupportion)的GPR資源管理的矢量處理器的框圖。

圖2是示出根據一些實施方式的圖1的矢量處理器的GPR資源管理器的用于設置GPR分配的模式的操作方法的流程圖。

圖3是示出根據一些實施方式的根據重新捕獲分配模式的GPR分配的方法的流程圖。

圖4是示出根據一些實施方式的根據線程初始化分配模式的GPR分配的方法的流程圖。

圖5是示出根據一些實施方式的圖2的GPR資源管理器的在處于GPR超額預訂狀態時的操作方法的流程圖。

具體實施方式