[发明专利]一种面向GPU像素流的自适应Cache写分配方法

说明书

本发明涉及计算机硬件技术领域，提供一种面向GPU像素流的自适应Cache写分配方法，包括：当绘制简单的图形场景时Cache使用写回加写不分配更新流程；当绘制复杂的图形场景时Cache使用写回加写分配更新流程。本发明包括两种Cache的更新流程，写回加写分配更新流程(1)、写回加写不分配更新流程(2)，由Cache根据当前访问特征自适应选择Cache的更新流程；所述Cache能够根据当前访问特征自适应选择Cache的更新流程，当绘制大而简单的图形时Cache使用写不分配的更新策略，能够减少写分配的替换更新操作带来的DDR带宽压力，而在绘制小而复杂的图形场景时Cache采用写分配的更细策略，能够提高Cache的命中率。

技术领域

本发明涉及计算机硬件技术领域，尤其涉及一种像素Cache的更新方法。

背景技术

3D图形绘制时颜色缓冲区对DDR的带宽需求极大，设计中往往采用颜色Cache来缓解DDR存储带宽压力，为减少DDR的操作频率，颜色Cache一般采用写回和写分配策略实现更新，而在进行大而简单的图形绘制时颜色写操作往往仅执行一次，Cache进行写分配更新回的内容往往不会再次命中，此时写分配的回读更新其实没有实际意义，连续的写操作会将回读回来的Block数据再次更新。且每次写回都更新相当于占用的DDR3总线带宽翻倍。所以颜色缓冲区的Cache设计时如果能够针对不同的绘制场景，自适应选择采用写分配或写不分配的更新策略，在绘制小而复杂的图形时，采用写分配方式，在绘制大而简单的图形时，采用写不分配方式，这样可以在连续写回时节约大量的DDR3带宽。

发明内容

本发明的发明目的是：

本发明描述了一种面向GPU像素流的自适应Cache写分配方法，能够根据当前访问特征自适应选择Cache的更新流程，当绘制大而简单的图形时Cache使用写不分配的更新策略，能够减少写分配的替换更新操作带来的DDR带宽压力，而在绘制小而复杂的图形场景时Cache采用写分配的更细策略，能够提高Cache的命中率。

本发明的技术方案是：

一种面向GPU像素流的自适应Cache写分配方法，包括：

当绘制简单的图形场景时Cache使用写回加写不分配更新流程；

当绘制复杂的图形场景时Cache使用写回加写分配更新流程。

写回加写分配更新流程具体为：

当Cache发生写缺失时首先将要替换的Block数据写回到DDR中，然后将缺失的Block数据更新到Cache中，最后将写数据写到Cache中完成本次访问。

写回加写不分配更新流程具体为：

当Cache发生写缺失时首先将要替换的Block数据写回到DDR中，然后直接将要写的数据写入当前Block，并设置Block中写入数据位置的屏蔽位Mask有效，减少一次DDR的读更新操作。

将要替换的Block数据写回到DDR中的步骤具体为：

根据Block中写入数据的屏蔽标志Mask有效的数据写回到DDR中；

带Mask的写回需要先将DDR中一个Tile的数据读回并解压，然后与要写数据进行合并后再压缩后写回到DDR中。

所述复杂的图形场景为：GPU的绘制场景中区域三角形重复绘制次数大于Cache的更新块中包含的绘制Tile数量的场景；

所述简单的图形场景为：GPU的绘制场景中区域三角形重复绘制次数小于Cache的更新块中包含的绘制Tile数量的场景。

本发明的优点是：