[发明专利]用于执行指令以转换成16位浮点格式的系统和方法

说明书

本公开涉及用于执行指令以转换成16位浮点格式的系统和方法。在一个实施例中，处理器包括：提取电路，所述提取电路用于提取指令，所述指令具有字段，所述字段用于指定操作码以及包括N个单精度元素的第一源向量和包括至少N个16位浮点元素的目标向量的位置，所述操作码指示执行电路将所述第一源向量的每个元素转换为16位浮点格式，并且将每个经转换的元素存储到所述目标向量的对应位置中，该转换在必要时包括截断和舍入；解码电路，用于对所述指令进行解码；以及执行电路，用于根据所述操作码来对所述指令作出响应。

本申请是申请号为201911045764.1、名称为“用于执行指令以转换成16位浮点格式的系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的领域概括而言涉及计算机处理器体系结构，更具体而言涉及用于执行指令以转换成16位浮点格式的系统和方法。

背景技术

指令集，或者说指令集体系结构(instruction set architecture，ISA)，是与编程有关的计算机体系结构的一部分，并且可包括原生数据类型、指令、寄存器体系结构、寻址模式、存储器体系结构、中断和异常处理以及外部输入和输出(I/O)。指令集包括一个或多个指令格式。给定的指令格式定义各种字段(位的数目、位的位置)来指定要执行的操作和要在其上执行该操作的(一个或多个)操作对象(operand)，等等。给定的指令是使用给定的指令格式来表述的并且指定操作和操作对象。指令流是指令的特定序列，其中序列中的每个指令是某个指令以某种指令格式的出现。

科学、金融、自动向量化通用、RMS(识别、挖掘和合成)/视觉和多媒体应用(例如，2D/3D图形、图像处理、视频压缩/解压缩、语音识别算法和音频操纵)经常要求对大量的数据项执行相同的操作(称为“数据并行”)。单指令多数据(Single Instruction MultipleData，SIMD)指的是使得处理器对多个数据项执行相同操作的一类指令。SIMD技术尤其适合于这样的处理器：这些处理器可将寄存器中的位从逻辑上划分成若干个固定大小的数据元素，每个数据元素表示单独的值。例如，512位寄存器中的位可被指定为要作为十六个单独的32位单精度浮点数据元素被操作的源操作对象。作为另一示例，256位寄存器中的位可被指定为要被作为十六个单独的16位浮点紧缩数据元素、八个单独的32位紧缩数据元素(双字大小数据元素)或者三十二个单独的8位数据元素(字节(B)大小数据元素)来操作的源操作对象。这类数据被称为紧缩数据类型(packed data type)或向量数据类型，并且此数据类型的操作对象被称为紧缩数据操作对象或者向量操作对象。换言之，紧缩数据项或向量指的是紧缩数据元素的序列；并且紧缩数据操作对象或向量操作对象是SIMD指令(也称为紧缩数据指令或向量指令)的源或目标操作对象。

作为示例，一类SIMD指令指定要以垂直方式在两个源向量操作对象上执行的单个向量操作，以生成具有相同大小、具有相同数目的数据元素并且按相同的数据元素顺序的目标向量操作对象。源向量操作对象中的数据元素被称为源数据元素，而目标向量操作对象中的数据元素被称为目标或结果数据元素。这些源向量操作对象具有相同大小并且包含相同宽度的数据元素，从而它们包含相同数目的数据元素。在两个源向量操作对象中处于相同位位置的源数据元素形成数据元素的对(也称为对应数据元素；也就是说，每个源操作对象的数据元素位置0中的数据元素相对应，每个源操作对象的数据元素位置1中的数据元素相对应，等等依此类推)。由该SIMD指令指定的操作被在这些对源数据元素的每一对上分别执行以生成匹配数目的结果数据元素，从而每对源数据元素具有相应的结果数据元素。由于操作是垂直的并且由于结果向量操作对象是相同大小、具有相同数目的数据元素并且结果数据元素被按与源向量操作对象相同的数据元素顺序存储，所以与其在源向量操作对象中的相应对源数据元素一样，结果数据元素处于结果向量操作对象的相同位位置中。除了这种示范性类型的SIMD指令以外，还存在各种其他类型的SIMD指令。

处理具有单精度的向量的一些应用改为使用16位浮点格式向量也具有几乎等同的性能。

发明内容