[发明专利]一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构

说明书

本发明属于计算机图形处理硬件领域，尤其涉及一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构，包括：指令状态表(1)、功能单元状态表(2)、寄存器状态表(3)、状态更新及相关检测逻辑(4)。本发明通过统计染色阵列在运行过程中各种资源使用的情况，以及对多warp两个待发射指令的指令分析，判断出当前时刻哪个warp对应的双指令可以发射，从而可以保证染色器阵列正确、高效的执行超标量的计算。

技术领域

本发明属于计算机图形处理硬件领域，尤其涉及一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构。

背景技术

统一染色器阵列在运算处理中往往是超标量的，既有数十个warp需要调度、又有数十个并行单元同时执行运算，如何高效准确的调度多个warp多个并行单元上进行运算，严重影响着超标量计算的性能与效率。目前公开研究多是针对单现场多线程的研究，未发现有针对多现场、多线程、多发射的记分板研究。

发明内容

发明目的：

本发明主要提供一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构，可以保证超标量处理器正确与高效的运行。

技术方案：

本发明的解决方案是：

一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构，包括：

指令状态表(1)、功能单元状态表(2)、寄存器状态表(3)、状态更新及相关检测逻辑(4)；

指令状态表(1)与预译码单元(5)、状态更新及相关检测逻辑(4)相连，预译码单元(5)输出每个warp中待下发指令的译码信息给指令状态表(1)，指令状态表(1)将这些信息按warp存储后传输给状态更新及相关检测逻辑(4)；

功能单元状态表(2)与发射单元(6)、执行单元(7)、状态更新及相关检测逻辑(4)相连，在发射单元(6)下发指令时，发射单元(6)将本次下发指令所使用的功能单元信息传输给功能单元状态表(2)，在执行单元(7)每次执行结束时将该功能单元的结束信息传输给功能单元状态表(2)，功能单元状态表(2)根据这两个信息，记录每个执行单元的工作开始和结束状态信息，并将此开始和结束状态信息传递给状态更新及相关检测逻辑(4)；

寄存器状态表(3)与发射单元(6)、执行单元(7)、状态更新及相关检测逻辑(4)相连，在发射单元(6)下发指令时，发射单元(6)将本次下发指令所使用的目标寄存器地址传递给寄存器状态表(3)，在执行单元(7)每次执行结束时将其所写入的寄存器地址传递给寄存器状态表(3)，寄存器状态表(3)根据这两个信息建立寄存器的锁定状态，并将此锁定状态传输给状态更新及相关检测逻辑(4)；

状态更新及相关检测逻辑(4)与指令状态表(1)、功能单元状态表(2)、寄存器状态表(3)、warp调度单元(8)相连，状态更新及相关检测逻辑(4)接收所述每个warp中待下发指令的译码信息、每个执行单元的工作开始和结束状态信息、寄存器的锁定状态并进行比对，将warp准备好信息传输给warp调度单元(8)。

Warp准备好的具体策略是：warp中的指令所使用的寄存器没有被锁定；如果执行单元(7)中的功能单元是流水的，那么warp指令所使用的功能单元不会发生冲突；如果执行单元(7)中的功能单元是非流水的，那么必须等当前功能单元上的指令执行完成后才可判定为warp指令所使用的功能单元不存在冲突。

有益效果：

本发明的优点是：本发明提供的一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构，通过统计染色阵列在运行过程中各种资源使用的情况，以及对多warp两个待发射指令的指令分析，判断出当前时刻哪个warp对应的双指令可以发射，从而可以保证染色器阵列正确、高效的执行超标量的计算。

附图说明