[發明專利]一種高性能GPU染色任務與統一染色陣列任務現場映射結構

在審

• 申請號: 201711281036.1
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN108109103A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 田澤;韓立敏;任向隆;張駿;郭亮;鄭新建
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06F9/50
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王迪

本發明屬于圖形處理器設計領域，公開了一種高性能GPU染色任務與統一染色陣列任務現場映射結構。所述結構包含：輸入數據組裝與轉發單元(1)，接收外部模塊輸入的Vertex屬性數據和Pixel屬性數據，組裝成Vertex warp和Pixel warp，轉發到統一染色陣列(USA)的任務現場；配置與管理單元(2)，接收外部HIU(主機接口單元)輸入的配置參數，設置和記錄配置參數的值；任務管理單元(3)，依據寬度優先的算法執行空閑slot查詢與任務映射、任務輸出和任務提交；資源管理單元(4)，根據配置參數更新slot的資源管理方法。slot狀態表單元(5)，記錄統一染色陣列內m個slot(任務現場)的狀態和任務類型。

技術領域

本發明屬于圖形處理器設計領域，涉及一種高性能GPU染色任務與統一染色陣列任務現場映射結構。

背景技術

圖形處理器(Graphic Process Unit，GPU)是現代計算機硬件的重要組成部分，是進行圖形繪制、處理和顯示的關鍵部件，普遍存在于工作站、個人電腦、筆記本、手機以及各類需進行圖形顯示的系統中。GPU產生2D和3D的圖形、圖像和視頻，以支持基于窗口的操作系統、圖形用戶界面、視頻游戲、可視化圖像應用和視頻播放等可視化計算。GPU圖形處理能力隨著紋理貼圖技術的普遍應用而不斷提升，GPU流水線高速、并行的特征和靈活的可編程能力，為圖形處理和通用并行計算提供了良好的運行平臺。

目前，我國GPU研制能力薄弱，各領域顯示控制系統中大量采用國外進口的商用GPU芯片。尤其是在軍用領域中，國外進口商用GPU芯片存在安全性、可靠性、保障性等方面的隱患，無法滿足軍用環境的需求；而且，出于政治、軍事、經濟等原因，國外對我國實行技術“封鎖”和產品“壟斷”，難以獲得GPU芯片的底層技術資料，如寄存器資料、詳細內部微架構、核心軟件源碼等，導致GPU功能、性能無法充分發揮，且移植性較差；上述問題嚴重制約了我國顯示系統的獨立研制和自主發展，研制具有自主知識產權的圖形處理器芯片已迫在眉睫，高性能GPU染色任務與統一染色陣列任務現場映射結構作為統一染色GPU的關鍵和核心，對其設計技術進行研究和突破已刻不容緩。

發明內容

本發明的目的是：提供一種高性能GPU染色任務與統一染色陣列任務現場映射結構，突破統一染色GPU染色任務與統一染色陣列任務現場映射的關鍵技術。

本發明的技術解決方案是：

一種高性能GPU染色任務與統一染色陣列任務現場映射結構，包括：

輸入數據組裝與轉發單元(1)，從外部的GFU(圖形功能單元)、GDU(圖形繪制單元)和GEU(幾何引擎單元)獲取Vertex染色任務和Pixel染色任務的輸入數據，將GFU和GDU輸入的16個Vertex的i個相關屬性數據組裝成Vertex warp，將GEU輸入的16個pixel的j個相關屬性數據組裝成pixel warp，當前Vertex warp和pixel warp組裝和傳輸完畢，則產生warp組裝使能輸出給向任務管理單元(3)；輸入數據組裝與轉發單元(1)從任務管理單元(3)獲取slot id11和slot id12，使用slot id11和slot id12產生Vertex warp和pixel warp數據到外部的USA(統一染色陣列)的localsram存儲器地址，將Vertex warp和pixel warp的數據輸出到USA(統一染色陣列)的localsram；

配置與管理單元(2)，從外部的HIU(主機接口單元)獲取輸入數據，設置slot配置碼和SSC(SIMT Shading Cluster，SIMT染色處理單元簇)使能配置碼，向任務管理單元(3)輸出slot配置碼的值和SSC使能配置碼的值，向資源管理單元(4)輸出slot配置碼的值和SSC使能配置碼的值；