[发明专利]用于图形处理的本地图像块

说明书

本发明公开了涉及用于图形处理的硬件支持的柔性数据结构的技术。在一些实施方案中，所述数据结构的维度可在X方向、Y方向、每个像素的多个样本和每个样本的数据量中配置。在一些实施方案中，这些属性可使用硬件寄存器来配置。在一些实施方案中，所述数据结构在整个正在处理的图块上是持续的，由此使得渲染传递的渲染线程和中间渲染计算线程两者均可访问本地存储器上下文。

背景技术

技术领域

本公开整体涉及图形处理器，更具体地讲，涉及可编程着色器架构。

相关技术描述

图形处理通常涉及针对不同的图形元素(例如，像素或顶点)并行地执行相同的指令。此外，相同组的图形指令通常被多次执行(例如，用于在不同的时间针对不同的图形元素或针对相同的图形元素执行特定功能)。图形处理器(GPU)通常包括在移动设备诸如蜂窝电话、可穿戴设备等中，其中功率消耗和处理器区域是重要的设计问题。

图形单元通常利用具有专用于特定处理元件的高速缓存和存储器以及在多个处理元素之间共享的较高级别高速缓存和存储器的存储器分级结构。此外，一些存储器(诸如系统存储器)可与非图形处理元件诸如中央处理单元(CPU)共享。一些图形架构允许进行无序存储器访问，并且可以在共享高速缓存或本地高速缓存中高速缓存各种不同级别的数据。在这些架构中强制执行存储器一致性的硬件可能消耗相当大的功率，并且可能限制性能。

一般来讲，图形工作在概念上可分为三种类型：矢量任务、像素任务和计算任务。顶点处理涉及使用多边形来表示图像，其中矢量定义多边形。顶点着色的输出通常被光栅化以生成片段信息，该片段信息由像素/片段着色器操作以生成用于输出至显示器的像素数据。计算处理涉及诸如生成光列表、生成纹理图(或其他约简算法)等其他辅助任务。

通常，图形渲染传递(例如，对于产生像素数据的像素着色器线程)由着色器内核使用其本地存储器来执行。一旦完成渲染，结果就被写入设备存储器和可供其他核心或处理元件使用。因此，传统上，计算任务是在渲染器之间使用设备存储器中的数据来执行。换句话讲，设备存储器传统上用于在计算任务和像素渲染任务之间共享数据。然而，对设备存储器的访问可能是GPU设计的瓶颈，并且可能消耗大量电力。

通常期望GPU以特定顺序执行片段/像素操作(以图形程序向GPU提交操作的顺序)。一些GPU被配置为生成片段的“传递组”，其中操作顺序无关紧要(例如，给定传递组中的片段通常在屏幕空间中不重叠，因此组内的操作顺序不应当彼此影响)。传统上，对传递组排序由此使得较旧的传递组在执行较新的传递组前完成。强制传递组排序可能是性能瓶颈，可能消耗大量的电力。

发明内容

根据一些实施方案，公开了用于在具有宽松存储器访问排序的图形架构中保持存储器一致性的技术。在一些实施方案中，这些技术用于具有至少一个分体式高速缓存级别(例如，在图像和缓冲数据之间分割)的存储器分级结构中。在一些实施方案中，除非使用软件指令明确指定，否则存储器一致性和排序不宽松。这可将一致性的责任转移给编译器或开发器，这可増加GPU性能和/或降低功率消耗。各种操作、围栏和屏障操作可指定诸如获取、释放或顺序一致的存储器属性，并且还可指定实施属性的范围。可以根据指定的范围在存储器分级结构中的不同级别强制执行这些属性。

在一些实施方案中，在不访问共享存储器的情况下执行中间渲染的计算任务。这可减少存储器流量(例如，共享存储器传统上用于在计算内核和渲染传递之间共享数据)，并且计算任务可能能够使用本地存储器与片段着色器共享数据。

在一些实施方案中，硬件寄存器可配置为指定本地存储器中的柔性本地图像块数据结构的维度。可配置的示例性维度包括X维度和Y维度、每个像素的样本数以及每个样本的数据量。在一些实施方案中，本地图像块数据结构可促进中间渲染计算任务。例如，本地图像块可由计算内核声明并通过渲染传递来访问或反之亦然。