基于自動(dòng)線程和超長(zhǎng)指令的統(tǒng)一架構(gòu)著色器的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、對(duì)于3G移動(dòng)終端的3D圖形繪制應(yīng)用,研究可編程的高性能3D圖形處理器具有重要意義,而頂點(diǎn)著色器和像素著色器是實(shí)現(xiàn)3D圖形處理器可編程功能的核心,因此設(shè)計(jì)功能強(qiáng)、性能高、面積小和功耗低的著色器對(duì)于高性能3D圖形處理器的開(kāi)發(fā)具有重要作用。本文統(tǒng)一架構(gòu)設(shè)計(jì)、自動(dòng)線程調(diào)度和超長(zhǎng)指令設(shè)計(jì)三個(gè)方面探討了研發(fā)新一代著色器的技術(shù)與方法。
　　 在統(tǒng)一架構(gòu)的著色器設(shè)計(jì)方面,開(kāi)發(fā)了一套統(tǒng)一的指令集及執(zhí)行架構(gòu),使圖形處理器在面積上減小了一個(gè)著色器的規(guī)

2、模,約為12.1％；同時(shí),為提升多媒體SoC處理器的性能,進(jìn)一步將統(tǒng)一架構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展,集成了處理視頻編解碼運(yùn)算的指令和執(zhí)行單元以替代固定處理單元,進(jìn)一步降低了SoC處理器的面積。
　　 在自動(dòng)線程調(diào)度機(jī)制方面,提出了基于線程.指令兩級(jí)調(diào)度的自動(dòng)線程調(diào)度模型,提高了指令執(zhí)行的自動(dòng)化；同時(shí),為進(jìn)一步提高著色器的性能,又提出基于線程、指令和操作碼三級(jí)調(diào)度的自動(dòng)線程調(diào)度模型,在較大程度上降低了對(duì)CP[了的依賴(lài)。由于相鄰指令之間的數(shù)據(jù)依賴(lài)性

3、會(huì)降低自動(dòng)線程調(diào)度機(jī)制的性能,本文提出了一種有效的數(shù)據(jù)組織方式,即單點(diǎn)所有元素同步處理方式,以避免大量分支跳轉(zhuǎn)。
　　 在基于超長(zhǎng)指令字的設(shè)計(jì)方面,提出長(zhǎng)度可變的指令格式,不同的應(yīng)用處理采用不同長(zhǎng)度的指令可以減少對(duì)指令緩存和讀寫(xiě)帶寬的浪費(fèi)；同時(shí),提出兩通路的單操作數(shù)多操作的串并行執(zhí)行架構(gòu),以實(shí)現(xiàn)對(duì)單筆數(shù)據(jù)連續(xù)執(zhí)行多個(gè)操作,指令執(zhí)行的效率。
　　 基于統(tǒng)一架構(gòu)、自動(dòng)線程調(diào)度和超長(zhǎng)指令而設(shè)計(jì)的著色器,在SMIC5nm工藝下,