[發(fā)明專利]用于執(zhí)行指令以轉(zhuǎn)換成16位浮點(diǎn)格式的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911045764.1
• 申請(qǐng)日: 2019-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN111176730A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亞力山大·F·海涅克;羅伯特·瓦倫泰恩;馬克·J·查尼;拉阿南·薩德;梅納赫姆·阿德爾曼;澤夫·斯帕波;阿米特·格拉德斯坦;西蒙·魯巴諾維奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): G06F9/38
• 分類號(hào): G06F9/38
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 宗曉斌

本公開涉及用于執(zhí)行指令以轉(zhuǎn)換成16位浮點(diǎn)格式的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器包括：提取電路，所述提取電路用于提取指令，所述指令具有字段，所述字段用于指定操作碼以及包括N個(gè)單精度元素的第一源向量和包括至少N個(gè)16位浮點(diǎn)元素的目標(biāo)向量的位置，所述操作碼指示執(zhí)行電路將所述第一源向量的每個(gè)元素轉(zhuǎn)換為16位浮點(diǎn)格式，并且將每個(gè)經(jīng)轉(zhuǎn)換的元素存儲(chǔ)到所述目標(biāo)向量的對(duì)應(yīng)位置中，該轉(zhuǎn)換在必要時(shí)包括截?cái)嗪蜕崛?；解碼電路，用于對(duì)所述指令進(jìn)行解碼；以及執(zhí)行電路，用于根據(jù)所述操作碼來(lái)對(duì)所述指令作出響應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的領(lǐng)域概括而言涉及計(jì)算機(jī)處理器體系結(jié)構(gòu)，更具體而言涉及用于執(zhí)行指令以轉(zhuǎn)換成16位浮點(diǎn)格式的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

指令集，或者說(shuō)指令集體系結(jié)構(gòu)(instruction set architecture，ISA)，是與編程有關(guān)的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的一部分，并且可包括原生數(shù)據(jù)類型、指令、寄存器體系結(jié)構(gòu)、尋址模式、存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)、中斷和異常處理以及外部輸入和輸出(I/O)。指令集包括一個(gè)或多個(gè)指令格式。給定的指令格式定義各種字段(位的數(shù)目、位的位置)來(lái)指定要執(zhí)行的操作和要在其上執(zhí)行該操作的(一個(gè)或多個(gè))操作對(duì)象(operand)，等等。給定的指令是使用給定的指令格式來(lái)表述的并且指定操作和操作對(duì)象。指令流是指令的特定序列，其中序列中的每個(gè)指令是某個(gè)指令以某種指令格式的出現(xiàn)。

科學(xué)、金融、自動(dòng)向量化通用、RMS(識(shí)別、挖掘和合成)/視覺(jué)和多媒體應(yīng)用(例如，2D/3D圖形、圖像處理、視頻壓縮/解壓縮、語(yǔ)音識(shí)別算法和音頻操縱)經(jīng)常要求對(duì)大量的數(shù)據(jù)項(xiàng)執(zhí)行相同的操作(稱為“數(shù)據(jù)并行”)。單指令多數(shù)據(jù)(Single Instruction MultipleData，SIMD)指的是使得處理器對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)執(zhí)行相同操作的一類指令。SIMD技術(shù)尤其適合于這樣的處理器：這些處理器可將寄存器中的位從邏輯上劃分成若干個(gè)固定大小的數(shù)據(jù)元素，每個(gè)數(shù)據(jù)元素表示單獨(dú)的值。例如，512位寄存器中的位可被指定為要作為十六個(gè)單獨(dú)的32位單精度浮點(diǎn)數(shù)據(jù)元素被操作的源操作對(duì)象。作為另一示例，256位寄存器中的位可被指定為要被作為十六個(gè)單獨(dú)的16位浮點(diǎn)緊縮數(shù)據(jù)元素、八個(gè)單獨(dú)的32位緊縮數(shù)據(jù)元素(雙字大小數(shù)據(jù)元素)或者三十二個(gè)單獨(dú)的8位數(shù)據(jù)元素(字節(jié)(B)大小數(shù)據(jù)元素)來(lái)操作的源操作對(duì)象。這類數(shù)據(jù)被稱為緊縮數(shù)據(jù)類型(packed data type)或向量數(shù)據(jù)類型，并且此數(shù)據(jù)類型的操作對(duì)象被稱為緊縮數(shù)據(jù)操作對(duì)象或者向量操作對(duì)象。換言之，緊縮數(shù)據(jù)項(xiàng)或向量指的是緊縮數(shù)據(jù)元素的序列；并且緊縮數(shù)據(jù)操作對(duì)象或向量操作對(duì)象是SIMD指令(也稱為緊縮數(shù)據(jù)指令或向量指令)的源或目標(biāo)操作對(duì)象。

作為示例，一類SIMD指令指定要以垂直方式在兩個(gè)源向量操作對(duì)象上執(zhí)行的單個(gè)向量操作，以生成具有相同大小、具有相同數(shù)目的數(shù)據(jù)元素并且按相同的數(shù)據(jù)元素順序的目標(biāo)向量操作對(duì)象。源向量操作對(duì)象中的數(shù)據(jù)元素被稱為源數(shù)據(jù)元素，而目標(biāo)向量操作對(duì)象中的數(shù)據(jù)元素被稱為目標(biāo)或結(jié)果數(shù)據(jù)元素。這些源向量操作對(duì)象具有相同大小并且包含相同寬度的數(shù)據(jù)元素，從而它們包含相同數(shù)目的數(shù)據(jù)元素。在兩個(gè)源向量操作對(duì)象中處于相同位位置的源數(shù)據(jù)元素形成數(shù)據(jù)元素的對(duì)(也稱為對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)元素；也就是說(shuō)，每個(gè)源操作對(duì)象的數(shù)據(jù)元素位置0中的數(shù)據(jù)元素相對(duì)應(yīng)，每個(gè)源操作對(duì)象的數(shù)據(jù)元素位置1中的數(shù)據(jù)元素相對(duì)應(yīng)，等等依此類推)。由該SIMD指令指定的操作被在這些對(duì)源數(shù)據(jù)元素的每一對(duì)上分別執(zhí)行以生成匹配數(shù)目的結(jié)果數(shù)據(jù)元素，從而每對(duì)源數(shù)據(jù)元素具有相應(yīng)的結(jié)果數(shù)據(jù)元素。由于操作是垂直的并且由于結(jié)果向量操作對(duì)象是相同大小、具有相同數(shù)目的數(shù)據(jù)元素并且結(jié)果數(shù)據(jù)元素被按與源向量操作對(duì)象相同的數(shù)據(jù)元素順序存儲(chǔ)，所以與其在源向量操作對(duì)象中的相應(yīng)對(duì)源數(shù)據(jù)元素一樣，結(jié)果數(shù)據(jù)元素處于結(jié)果向量操作對(duì)象的相同位位置中。除了這種示范性類型的SIMD指令以外，還存在各種其他類型的SIMD指令。

處理具有單精度的向量的一些應(yīng)用改為使用16位浮點(diǎn)格式向量也具有幾乎等同的性能。

發(fā)明內(nèi)容