[发明专利]在分布式图形处理单元内管理多重执行绪的系统与方法

说明书

技术领域

本发明是有关于计算机运算领域，特别是有关于分布式图形处理单元的多重执行绪(multiple contexts)管理。

背景技术

现今计算机应用程序愈来愈强调图形化，而且比以前拥有更高度的图形处理能力。一些应用程序(如游戏)通常包含复杂且高细节的图形绘制，里面有需要大量处理的不同形式显示对象。除了上述的应用程序之外，现今的应用程序也运作在执行多重应用程序的窗口环境中。窗口系统允许单一实体显示装置呈现多重应用程序的图形输出。此输出通常显示于一个或数个窗口，每个窗口可能需要一个唯一的执行绪(context)。每个窗口的执行绪定义了该窗口区域的性质和参数，以便执行某一应用程序。另一种形式的执行绪(例如绘图执行绪)可能与利用某种纹理、表面材质类型、和相关着色程序进行绘制的一个或数个对象有关。以此方式，一个执行绪可能与图形系统利用来控制绘图处理的数据有关。举例而言，显示画面可能包含数个重迭的窗口，每个窗口由不同的应用程序所趋动。纹理数据、着色数据、以及每个窗口的相关状态值可构成这些多重应用程序的执行绪。在背景窗口转换成前景窗口的情形下，显示画面利用与先前应用程序有关的覆盖窗口更新执行绪。在低阶执行绪转换下，图形处理单元(graphic processing unit，GPU)可能先完成一种物体型态的描绘，再切换至使用不同纹理和材质组的其它形态物体。

纹理执行绪可能包含纹理基准地址、取样原则、形态格式等等。着色执行绪可能包含相似的纹理执行绪，以及表面材质特性、常数、着色代码变化、和/或其它着色相关信息。考虑一个图形处理单元的管线(pipeline)有非常长的几个管线阶段之下(可能同时要绘制不同窗口或是物体，以及从不同执行绪提供纹理数据)，控制纹理执行绪的集中式系统可能无法避免显著的执行效能降低。

在一个典型集中式控制结构中，调度器可控制执行绪暂存器以及切换任务进出此执行绪暂存器。举例而言，一个像素着色调度器可控制多重描绘执行绪，以及根据着色程序的需求派送纹理服务要求。然而，在纹理撷取控制与着色控制互为独立的状况下，纹理控制时常在着色程序执行之前与执行期间预先处理纹理数据。着色调度器和纹理控制单元的互动产生显著的存储器和时间冗余，以及造成集中式执行绪管理结构的无效率。将这些执行绪暂存器在众多处理阶段中分散开来，将会面临重要的数据协调问题。于是，此领域尚存在未发现的上述需求，以克服上述的缺陷与不足。

发明内容

本发明的一些实施例提供管理分布式图形处理单元内多重执行绪的系统与方法。一个系统架构的实施例中，在图形处理单元内有纹理控制单元(texture control unit)用以处理纹理数据。该纹理控制单元包括主执行绪调度器(master context scheduler)，对应于纹理处理而管理执行绪数据，以及纹理执行绪暂存器(texture context buffer)，储存纹理控制单元所需的执行绪数据。此系统也可包含着色控制单元(shader control unit)，在图形处理单元内处理色彩及纹理数据。该着色控制单元包含副执行绪调度器(slave context scheduler)，对应于着色处理而管理执行绪数据，以及包含着色执行绪暂存器(shader context buffer)，储存着色控制单元所用的执行绪数据。

本发明的一些实施例也可视为在分布式图形处理单元内管理执行绪数据的一种方法。依此观点，实施例的方法可大约分成下列步骤：接收数个一连串的执行绪到第一控制单元内，在主执行绪调度器里产生数个执行绪识别符(context identifier)；处理第一控制单元内该等执行绪的第一部分；从第一控制单元接收执行绪数据到第二控制单元：从第二控制单元接收执行绪状态数据到第一控制单元；以及从第二控制单元产生输出数据。

本发明的一些实施例也可视为在分布式图形处理单元内管理执行绪数据的一种系统。此系统的一个实施例可包含数个控制单元，每个控制单元包含执行绪暂存器、执行绪处理器、以及执行绪调度器。此系统还可包含逻辑电路以接收数个执行绪、逻辑电路以识别每个执行绪、以及逻辑电路供作每个控制单元之间的连络。

还有另一种在分布式图形处理单元内管理执行绪数据的系统实施例可以实现如下：第一控制单元，接收一序列的数个执行绪，其中第一控制单元还用以处理该等执行绪的第一部分；以及第二控制单元，从第一控制单元接收该等执行绪的第二部分，其中第二控制单元还传达执行绪处理状态给第一控制单元，并且第二控制单元更进一步传送处理过的此序列执行绪数据。