[发明专利]通过统一存储器架构的存储器共享

说明书

此处公开了用于在计算设备的中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)之间共享存储器的方法和系统。该方法包括在物理存储器内分配表面，并将所述表面映射到CPU页面表内的多个虚拟存储器地址。该方法还包括将所述表面映射到I/O设备页面表内的多个图形虚拟存储器地址。

技术领域

本发明一般涉及存储器在计算系统内的中央处理单元(CPU)和输入/输出(I/O)设备之间的共享。更具体而言，本发明涉及物理存储器在CPU和I/O设备之间的共享。

背景技术

现代I/O设备可以包括与许多中央处理单元(CPU)的计算机处理能力相匹敌的计算机处理能力。结果，传统上由CPU执行的计算任务的一部分可以被分摊给计算设备的I/O设备。例如，计算设备的诸如图形处理单元(GPU)之类的I/O设备可以执行传统上由CPU执行的某些任务，由此，提高CPU的效率。

附图简述

图1是根据各实施例的，可以使用的计算设备的框图；

图2A和2B是根据各实施例的可以被用来实现用于在计算设备的中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU)之间共享存储器的过程的统一存储器架构(UMA)的示意图；

图3是示出了根据各实施例的用于在计算设备的CPU和GPU之间共享存储器的方法的流程图；

图4是示出了根据各实施例的用于处理在计算设备的CPU和GPU之间共享的存储器的方法的流程图；

图5是示出了根据各实施例的存储用于在计算设备的CPU和GPU之间共享存储器的代码的有形的、非瞬时的计算机可读取的介质的框图；

图6是用于实现共享的物理存储器的示例性系统的框图；和

图7是其中可实现图6的系统的小形状系数设备的示意图。

在整个公开和附图中使用相同的标号指示相似的组件和特征。100系列的标号涉及在图1中最初可见的特征，200系列的标号涉及在图2中最初可见的特征，以此类推。

实施例的描述

当前操作系统和图形接口将GPU作为I/O设备来管理，而不是将GPU作为带有类似于CPU的资源的处理器来管理。通过将GPU作为I/O设备来管理，CPU和GPU具有带有分离的物理地址域的物理存储器。当将计算任务分摊到GPU时，将数据从CPU的物理地址域复制到GPU的物理地址域。在GPU完成了处理之后，数据被复制回CPU的物理地址域。

将传统上由CPU执行的计算任务的一部分分摊给计算设备的GPU可以提高CPU的效率。如上文所讨论的，为了将任务分摊到GPU，可以在CPU的物理存储器与GPU的物理存储器之间传输数据。将计算任务分摊到GPU时发生的数据传输可能会降低通过将任务分摊到GPU获得的任何效率。相应地，此处所描述的各实施例涉及存储器在计算设备的CPU和GPU之间的共享。可以通过统一存储器架构(UMA)共享存储器。

在各种实施例中，UMA通过给CPU和GPU两者提供相同物理存储器，来用于在CPU和GPU之间进行存储器共享。如此，CPU和GPU的物理存储器和相应的物理地址空间完全一样。在各实施例中，物理存储器可以在CPU和GPU之间划分。进一步地，物理存储器可以是由计算设备的操作系统分配的分页系统存储器。CPU的虚拟存储器地址空间可以与GPU的图形虚拟存储地址空间被映射到相同物理存储器页面。另外，在某些实施例中，CPU和GPU在物理上位于同一个管芯中。如此，CPU和GPU可以共享在物理存储器内包含的数据，而不会将数据从GPU的地址空间复制到CPU的地址空间，或反之亦然。这可以通过，例如，缩小用于在CPU和GPU之间共享数据的时间和能耗，来降低将计算任务从CPU分摊到GPU的成本。