使用虚拟向量寄存器文件的系统和方法技术方案

描述使用虚拟向量寄存器文件的系统和方法。特别地，图形处理器包括逻辑单元、耦合到所述逻辑单元的虚拟向量寄存器文件、耦合到所述虚拟向量寄存器文件的向量寄存器后备存储，以及耦合到所述虚拟向量寄存器文件的虚拟向量寄存器文件控制器。所述虚拟向量寄存器文件包括深度N向量寄存器文件和深度M向量寄存器文件，其中N小于M。所述虚拟向量寄存器文件控制器至少取决于对某些向量寄存器的存取请求来执行所述深度N向量寄存器文件、所述深度M向量寄存器文件以及所述向量寄存器后备存储之间的回收和分配。

System and Method of Using Virtual Vector Register Files

Describes the system and method of using virtual vector register files. In particular, the graphics processor includes a logical unit, a virtual vector register file coupled to the logical unit, a vector register backup storage coupled to the virtual vector register file, and a virtual vector register file controller coupled to the virtual vector register file. The virtual vector register file includes a depth N vector register file and a depth M vector register file, where N is less than M. The virtual vector register file controller depends at least on the recovery and allocation between the depth N vector register file, the depth M vector register file and the backup storage of the vector register to execute the access request for some vector registers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用虚拟向量寄存器文件的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年6月23日提交的美国非临时申请No.15/191,339的权益，所述美国非临时申请的内容特此以全文引用的方式并入本文中。
技术介绍
图形处理单元(GPU)是并行处理器，所述并行处理器具有大量执行单元和高带宽存储器通道以同时运行数千个线程。GPU架构以单指令多线程(SIMT)单元的多个大阵列为中心，每个阵列是有序的基于记分板的超标量机，所述机器具有全套功能性：指令提取和排程管线、包括对超越函数的硬件支持的向量算术逻辑单元(ALU)、存储器子系统以及向量寄存器文件。向量寄存器文件已经成为现代GPU架构中的主要瓶颈，这是因为所述向量寄存器文件对GPU操作的所有方面，成本、面积、功率以及计时，提出相当大的挑战。附图说明可以从结合附图以举例方式给出的以下描述获得更详细的理解，在附图中：图1是根据某些实现方式的图形处理器的高阶框图；图2是根据某些实现方式的图形处理管线的高阶框图；图3是根据某些实现方式的具有向量寄存器文件的图形处理器的逻辑框图；图4是根据某些实现方式的单指令多线程(SIMT)单元的示例流程；图5是根据某些实现方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图形处理器，所述图形处理器包括：逻辑单元；耦合到所述逻辑单元的虚拟向量寄存器文件，所述虚拟向量寄存器文件包括深度N向量寄存器文件和深度M向量寄存器文件，其中N小于M；耦合到所述虚拟向量寄存器文件的向量寄存器后备存储；以及耦合到所述虚拟向量寄存器文件的虚拟向量寄存器文件控制器，其中所述深度N向量寄存器文件、所述深度M向量寄存器文件以及所述向量寄存器后备存储之间的回收/分配至少取决于对某些向量寄存器的存取请求。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.23 US 15/191,3391.一种图形处理器，所述图形处理器包括：逻辑单元；耦合到所述逻辑单元的虚拟向量寄存器文件，所述虚拟向量寄存器文件包括深度N向量寄存器文件和深度M向量寄存器文件，其中N小于M；耦合到所述虚拟向量寄存器文件的向量寄存器后备存储；以及耦合到所述虚拟向量寄存器文件的虚拟向量寄存器文件控制器，其中所述深度N向量寄存器文件、所述深度M向量寄存器文件以及所述向量寄存器后备存储之间的回收/分配至少取决于对某些向量寄存器的存取请求。2.如权利要求1所述的图形处理器，其中所述虚拟向量寄存器文件控制器包括：向量寄存器再映射表；以及分配器/释放器模块，所述分配器/释放器模块耦合到所述向量寄存器再映射表并且耦合到所述虚拟向量寄存器文件和所述向量寄存器后备存储。3.如权利要求2所述的图形处理器，其中所述向量寄存器再映射表以虚拟向量寄存器编号作为索引，其中每个表项目存储指向所述向量寄存器后备存储或所述虚拟向量寄存器文件中的对应物理硬件向量寄存器文件的指针。4.如权利要求3所述的图形处理器，其中每个表项目包括：常驻位，所述常驻位说明向量寄存器是否物理存在于所述虚拟向量寄存器文件中；存取位，所述存取位使替换算法能够用于向量寄存器分配/释放；以及重写位，所述重写位用于最优化对向量寄存器文件层级的下一个较高层的写回。5.如权利要求2所述的图形处理器，其中所述分配器/释放器使用多个列表来追踪回收的候选项和追踪为了用于回收/分配分析而未分配的向量寄存器文件。6.如权利要求5所述的图形处理器，其中所述分配器/释放器使用列表来根据线程追踪向量寄存器文件所有权以用于回收/分配分析。7.如权利要求1所述的图形处理器，其中所述虚拟向量寄存器文件控制器向外部部件呈现全部向量寄存器是用硬件物理实现的逻辑视图。8.一种在图形处理器中使用虚拟向量寄存器文件的方法，所述方法包括：确定所请求的向量寄存器是否存在于虚拟向量寄存器文件中的对应物理硬件向量寄存器文件中，其中所述虚拟向量寄存器文件包括深度N向量寄存器文件和深度M向量寄存器文件，N小于M；由虚拟向量寄存器文件控制器发起对换过程，以将所述所请求的向量寄存器带入所述对应物理硬件向量寄存器文件中；以及发送所述所需向量寄存器现在存在的通知。9.如权利要求8所述的在图形处理器中使用虚拟向量寄存器文件的方法，所述方法还包括：对向量寄存器再映射表编索引，以确定所述所请求的向量寄存器是否在虚拟向量寄存器文件中的所述对应物理硬件向量寄存器文件中；以及由分配器/释放器模块复查多个列表，以将所述所请求的向量寄存器带入所述对应物理硬件向量寄存器文件中。10.如权利要求9所述的在图形处理器中使用虚拟向量寄存器文件的方法，其中所述向量寄存器再映射表以虚拟向量寄存器编号作为索引，其中每个表项目存储指向所述向量寄存器后备存储或所述虚拟向量寄存器文件中的对应物理硬...

【专利技术属性】
技术研发人员：留比萨·巴季奇，迈克尔·曼托，赛义德·佐海布·M·吉拉尼，拉贾巴利·M·柯杜里，
申请(专利权)人：超威半导体公司，ATI科技无限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US