[发明专利]在向量处理过程中控制处理数据元素的顺序

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理领域，并且更具体地涉及向量操作的处理。

背景技术

向量处理涉及对包括许多数据元素的向量的处理。可以对向量内所有的数据元素或选出的数据元素执行操作，这些操作同时彼此并行地被执行。不同的元素可以通过将向量分割成一个或多个元素的各分割进行选择，然后通过特定操作选择用于处理的分割。可替代地，掩码能被用来在向量内选择某些元素而不选择其他元素以通过操作进行处理。

向量分割和对所分割的数据的处理能够通过允许并行执行操作来改善性能，然而，这有可能引入巨大的数据冒险。必须避免这些数据冒险，然而在允许对数据进行并行处理的同时确保这些操作的数据一致性和相关性在附加的硬件、延时和功率方面代价十分昂贵。

最好在处理向量时能够降低一致性和相关性操作的代价，同时仍从与并行处理相关联的改善的性能中获益。

发明内容

本发明的第一方面提供用于处理对向量执行操作的向量指令流的数据处理装置，所述向量每个都包括多个数据元素，所述数据处理装置包括：

寄存器组，所述寄存器组包括用于存储被处理的所述向量的多个寄存器；

流水线处理器，所述流水线处理器用于处理所述向量指令流；

所述流水线处理器包括被配置为检测由所述向量指令流进行处理并且被存储在所述多个寄存器中的所述向量的数据相关性并且确定对运行所述向量指令的时序的约束以使得不产生寄存器数据冒险的电路，所述寄存器 数据冒险产生于这样的情况下，在该情况下，对相同寄存器的两个访问以与所述指令流的顺序不同的顺序发生以致所述指令流中较晚发生的访问在所述指令流中较早发生的访问已完成之前开始，其中，所述访问中的至少一个访问为写；

所述流水线处理器包括数据元素冒险确定电路，所述数据元素冒险确定电路被配置为针对数据相关性已被识别的向量内的所述数据元素中的至少一些数据元素，确定针对所述向量所识别的所述数据相关性对于所述数据元素中的所述至少一些数据元素中的每个数据元素是否存在，如果不存在，则放松所确定的对运行处理所述数据元素的指令的时序的约束。

本发明认识到分割后的向量操作提供了许多数据冒险的可能性。正确处理它们可能导致巨大代价。本发明还认识到在典型的应用模式中，尽管这些数据冒险可能存在于向量间，但如果将这些冒险看作向量内各个数据元素之间的冒险，则这些冒险中的许多冒险可以消失。认识到这点使得一些时序约束被放松，所述时序约束是在考虑这些向量时生成的并且所述时序约束确保在做出最优化的情况下它们是安全的且不破坏这些向量中的数据。因此，本发明确定这些向量内的数据元素中的至少一些数据元素之间的数据冒险，并且放松确保向量之间的数据一致性所需要的时序约束，其中，这些时序约束对于实际的数据元素一致性是不需要的。在这方面，放松所确定的对时序的约束可能意味着不需要一个接一个地执行某些操作，而是这些操作可以相互重叠，或者这些操作可以以不同的顺序来执行。

如上所述，数据冒险发生在对相同寄存器的两个访问以与所述指令流的顺序不同的顺序发生的情形中，其中，所述访问中的至少一个访问为写。在这方面，访问被认为是甚至在如下的情形中也以与所述指令流的顺序不同的顺序发生：该情形是指，指令流中较晚的访问在较早的访问完成之前开始，即便较晚访问晚于较早访问完成，在较早访问已经完成之前开始可能导致可能访问错误数据的数据冒险。

在一些实施例中，所述数据处理装置被配置为以预定的访问顺序来访问向量内的数据元素，所述数据元素冒险确定电路被配置为确定当向量内的至少一个数据元素要响应于向量指令而被更新时，所述向量内按所述预 定的访问顺序的后续数据元素当前包含可以被修改并且可以被丢弃的值，并且所述数据元素冒险确定电路被配置为向运行电路发送信号以通知响应于至少一个另外的向量指令来更新所述后续数据元素中的至少一个数据元素的至少一个操作能够以相对于所述操作的任意顺序被执行以更新所述数据元素。