[发明专利]数据处理器

说明书

本发明题为“数据处理器”。本发明公开了一种数据处理器，所述数据处理器包括执行引擎51和一个或多个高速缓存48、49，所述执行引擎用于执行用于执行线程的程序，所述一个或多个高速缓存能够操作以存储数据值以用于在执行程序指令以为执行线程执行处理操作时使用。所述数据处理器还包括线程节流控制单元54，所述线程节流控制单元被配置为：在用于执行线程的程序的执行期间监测所述高速缓存48、49的所述操作，并且基于在程序的执行期间对所述高速缓存的所述操作的所述监测，控制用于执行线程的指令向用于执行所述程序的所述执行引擎的发布。

背景技术

本文所述的技术涉及数据处理器，并且具体地涉及使用高速缓存将数据等本地存储到一个或多个处理单元，例如以便减少从较慢数据存储库(诸如，数据处理器作为其一部分的数据处理系统的主存储器)提取数据的需要的数据处理器。

在此类布置中，当处理操作需要数据时，将首先确定该数据是否可在适当的高速缓存(高速缓存“查找”)中获得。如果数据不存在于高速缓存中(存在高速缓存“未命中”)，则将首先从与数据相关联的数据存储库中(例如，在主存储器中)将数据提取到高速缓存中，其中处理操作被暂停，直到相关数据可在高速缓存中获得。

另一方面，如果数据已经存在于高速缓存中(存在高速缓存“命中”)，则可以从该高速缓存中读取数据，而不是从存储它的主数据存储库中读取数据，从而允许处理操作更快速地进行。

此类布置可以很好地发挥作用以减少数据处理器内的延迟并且/或者提高数据处理器内的吞吐量。

许多数据处理器执行程序指令来执行处理操作。这种情况的示例是执行包括一个或多个可编程处理阶段(“着色器”)的图形处理流水线的图形处理器(图形处理单元(GPU))。例如，由图形处理器执行的图形处理流水线可包括以下项中的一项或多项并且通常包括以下全部：几何着色器、顶点着色器和片段(像素)着色器。这些着色器为可编程处理阶段，这些可编程处理阶段对输入数据值执行着色器程序以生成期望的输出数据集(诸如，就片段着色器而言，适当着色并渲染的片段数据)，以用于由其余图形处理流水线处理并且/或者用于输出。

在图形着色器操作中，图形输出(诸如要生成的渲染目标(例如，帧))中的每个图形工作“项目”(这方面的“项目”通常是顶点或采样位置(例如，就片段着色器而言))将由执行线程处理，该执行线程将执行用于所讨论的图形工作“项目”的所讨论的着色器程序中的指令。

为了执行着色器程序，图形处理器(图形处理单元(GPU))将包括用于该目的的一个或多个适当的执行单元(或电路)。执行单元将包括用于执行着色器程序(图形处理流水线的“着色器”)的可编程处理电路。

执行单元的相应功能单元(电路)(诸如算术单元(电路))可以响应于被执行的(着色器)程序中的指令并在这些指令的控制下执行由着色器执行单元在执行着色器程序时执行的实际数据处理操作。因此，例如，适当的功能单元诸如算术单元将响应于被执行的(着色器)程序中的指令并根据这些指令的要求执行数据处理操作。

图形处理器还可以包括一个或多个“加速器”(处理单元)(诸如变化的内插器、纹理映射器和混合器)，该个或多个“加速器”执行特定的处理操作，诸如在可编程执行单元的控制下(并且同样响应于被执行的程序中的指令并且根据这些指令的需要)改变内插、进行纹理映射和混合。

当执行程序中的指令时，执行单元(例如，执行单元的适当的功能单元，诸如算术单元)和/或与执行单元相关联的加速器通常将读取一个或多个输入数据值(操作数)，使用那些输入数据值来执行处理操作以生成输出数据值，然后返回该输出数据值，例如以用于通过被执行的程序中的后续指令进行进一步处理和/或用于输出(用于与在被执行的程序的执行期间不同的用途)。