多線程處理單元中可編程的混合的制作方法
【專利摘要】用于高效地渲染內(nèi)容的技術(shù)將每個復(fù)雜的混合模式簡化為一系列基本的混合操作。所述系列的混合操作在再循環(huán)管線內(nèi)執(zhí)行，直到計(jì)算出最終的混合值。所述再循環(huán)管線位于圖形處理單元的顏色光柵操作單元內(nèi)，用于有效訪問圖像緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。
【專利說明】多線程處理單元中可編程的混合
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明概括地來說涉及的是多線程計(jì)算機(jī)架構(gòu)，更具體地，涉及的是多線程處理單元中可編程的混合。
【背景技術(shù)】
[0002]本領(lǐng)域已知的許多重要的圖形渲染標(biāo)準(zhǔn)，如OpenVG、SVG、Cairo、Skia、JavaFX,Adobe Flash, Adobe PDF, Applej s Quartz2D和HTML5需要不能直接得到常規(guī)的圖形處理單元(GPU)支持的復(fù)雜的混合模式。因此，根據(jù)這些圖形渲染標(biāo)準(zhǔn)所格式化的圖形內(nèi)容通常由中央處理單元(CPU)進(jìn)行渲染，中央處理單元利用一般的處理操作能夠?qū)崿F(xiàn)所述復(fù)雜的混合模式。然而，與GPU相比，CPU不能提供有效、高吞吐量的處理，從而潛在地導(dǎo)致用于所述圖形內(nèi)容的相當(dāng)?shù)偷幕贑PU的渲染性能。
[0003]常規(guī)的GPU將圖形渲染工作組織為一系列的圖形對象，所述圖形對象各自分解為一系列片段(fragments)，然后這些片段被傳送到片段著色器。所述片段著色器計(jì)算用于每個片段的顏色并生成相應(yīng)的經(jīng)著色的片段，所述經(jīng)著色的片段典型地包括顏色和不透明度信息。然后每個經(jīng)著色的片段被傳送到顏色光柵操作(CROP)單元，所述顏色光柵操作單元配置為將所述經(jīng)著色的片段與針對存儲在幀緩沖區(qū)的相應(yīng)的像素的顏色數(shù)據(jù)進(jìn)行混合。所述CROP單元照常利用兩個乘積電路的固定函數(shù)的和，來實(shí)施該混合操作，所述CROP單元沒有直接實(shí)現(xiàn)所述復(fù)雜的混合模式。
[0004]GPU內(nèi)的所述圖形渲染標(biāo)準(zhǔn)所需要的復(fù)雜的混合模式的一種執(zhí)行方法是對片段著色器進(jìn)行編程，以實(shí)現(xiàn)所述復(fù)雜的混合模式。盡管片段著色器是高度可編程的，且能夠執(zhí)行所述復(fù)雜的混合模式，但在常規(guī)的GPU中，從所述片段著色器到幀緩沖區(qū)存儲器的讀寫延遲是足夠長的，以致渲染性能受損且很有可能降到在同時期的CPU上可達(dá)到的渲染性能之下。
[0005]如前面所說明的，本領(lǐng)域所需的是用于在GPU內(nèi)有效地渲染復(fù)雜的混合模式的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個實(shí)施例闡述了用于實(shí)施可編程的混合操作的方法，所述方法包括基于與所述可編程混合操作相關(guān)聯(lián)的指令序列接收至少用于處理的源像素?cái)?shù)據(jù)或目標(biāo)(destination)像素?cái)?shù)據(jù)，確定需要第一混合操作，其中所述第一混合操作由來自所述指令序列的第一指令指定，執(zhí)行所述第一混合操作以生成第一混合結(jié)果，執(zhí)行第二混合操作以生成第二混合結(jié)果，其中所述第二混合操作由來自所述指令序列的第二指令指定，和存儲所述第二混合結(jié)果。所述可編程的混合操作可以指定具有任意數(shù)目的指令的任意指令序列。
[0007]本發(fā)明的其它實(shí)施例包括但不限于，包含指令的計(jì)算機(jī)可讀的存儲介質(zhì)，當(dāng)處理單元執(zhí)行所述指令時，使得所述處理單元實(shí)施本文所描述的技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述計(jì)算機(jī)設(shè)備包含配置為實(shí)施本文所描述的技術(shù)的處理單元。
[0008]所公開的技術(shù)的一個優(yōu)勢是，它能夠使需要復(fù)雜的混合模式的圖形內(nèi)容高效地由圖形處理單元進(jìn)行渲染。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]因此，可以詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征，并且可以參考實(shí)施例得到對如上面所簡要概括的本發(fā)明更具體的描述，其中一些實(shí)施例在附圖中示出。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，附圖僅示出了本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)被認(rèn)為是對其范圍的限制，本發(fā)明可以具有其它等效的實(shí)施例。
[0010]圖1是示出了配置為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個方面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的、用于圖1的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的并行處理子系統(tǒng)的框圖；
[0012]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的、圖2的前端的框圖；
[0013]圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的、圖2的并行處理單元(PTO)之一內(nèi)的通用處理集群的框圖；
[0014]圖3C是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的、圖3B的流多處理器的一部分的框圖；
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的、圖形處理管線的概念性示意圖，圖2中的一個或多個PPU可配置為實(shí)現(xiàn)所述圖形處理管線；
[0016]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的配置實(shí)現(xiàn)一遍(one pass)迭代混合操作的混合電路；
[0017]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的配置為實(shí)現(xiàn)迭代的混合操作的顏色光柵操作混合單元；
[0018]圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于配制顏色光柵操作混合單元以執(zhí)行迭代的混合操作的方法步驟的流程圖；
[0019]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的用于實(shí)施混合操作的方法步驟的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]在下面的描述中，將闡述大量的具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明更透徹的理解。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該清楚，本發(fā)明可以在沒有一個或多個這些具體細(xì)節(jié)的情況下得以實(shí)施。
[0021]系統(tǒng)概述
[0022]圖1為示出了配置為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個方面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的框圖。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100包括經(jīng)由可以包括存儲器橋105的互連路徑通信的中央處理單元(CPU) 102和系統(tǒng)存儲器104。存儲器橋105可以是例如北橋芯片，經(jīng)由總線或其他通信路徑106 (例如超傳輸(HyperTransport)鏈路)連接到I/O (輸入/輸出)橋107。I/O橋107，其可以是例如南橋芯片，從一個或多個用戶輸入設(shè)備108 (例如鍵盤、鼠標(biāo))接收用戶輸入并且經(jīng)由通信路徑106和存儲器橋105將該輸入轉(zhuǎn)發(fā)到CPU102。并行處理子系統(tǒng)112經(jīng)由總線或第二通信路徑113 (例如外圍部件互連(PCI)Express、加速圖形端口或超傳輸鏈路)耦連到存儲器橋105 ;在一個實(shí)施例中，并行處理子系統(tǒng)112是將像素傳遞到顯示設(shè)備110 (例如常規(guī)的基于陰極射線管或液晶顯示器的監(jiān)視器)的圖形子系統(tǒng)。系統(tǒng)盤114也連接到I/O橋107。交換器116提供I/O橋107與諸如網(wǎng)絡(luò)適配器118以及各種插卡120和121的其他部件之間的連接。其他部件(未明確示出)，包括通用串行總線(USB)或其它端口連接、壓縮光盤(CD)驅(qū)動器、數(shù)字視頻光盤(DVD)驅(qū)動器、膠片錄制設(shè)備及類似部件，也可以連接到I/O橋107。圖1所示的各種通信路徑包括具體命名的通信路徑106和113可以使用任何適合的協(xié)議實(shí)現(xiàn)，諸如PC1-Express、AGP (加速圖形端口)、超傳輸或者任何其它總線或點(diǎn)到點(diǎn)通信協(xié)議，并且如本領(lǐng)域已知的，不同設(shè)備間的連接可使用不同協(xié)議。
[0023]在一個實(shí)施例中，并行處理子系統(tǒng)112包含經(jīng)優(yōu)化用于圖形和視頻處理的電路，包括例如視頻輸出電路，并且構(gòu)成圖形處理單元(GPU)。在另一個實(shí)施例中，并行處理子系統(tǒng)112包含經(jīng)優(yōu)化用于通用處理的電路，同時保留底層(underlying)的計(jì)算架構(gòu)，本文將更詳細(xì)地進(jìn)行描述。在又一個實(shí)施例中，可以將并行處理子系統(tǒng)112與一個或多個其他系統(tǒng)元件集成在單個子系統(tǒng)中，諸如結(jié)合存儲器橋105、CPU102以及I/O橋107，以形成片上系統(tǒng)(SoC)。
[0024]應(yīng)該理解，本文所示系統(tǒng)是示例性的，并且變化和修改都是可能的。連接拓?fù)?，包括橋的?shù)目和布置、CPU102的數(shù)目以及并行處理子系統(tǒng)112的數(shù)目，可根據(jù)需要修改。例如，在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)存儲器104直接連接到CPU102而不是通過橋，并且其他設(shè)備經(jīng)由存儲器橋105和CPU102與系統(tǒng)存儲器104通信。在其他替代性拓?fù)渲?，并行處理子系統(tǒng)112連接到I/O橋107或直接連接到CPU102，而不是連接到存儲器橋105。而在其他實(shí)施例中，I/O橋107和存儲器橋105可能被集成到單個芯片上而不是作為一個或多個分立設(shè)備存在。大型實(shí)施例可以包括兩個或更多個CPU102以及兩個或更多個并行處理子系統(tǒng)112。本文所示的特定部件是可選的；例如，任何數(shù)目的插卡或外圍設(shè)備都可能得到支持。在一些實(shí)施例中，交換器116被去掉，網(wǎng)絡(luò) 適配器118和插卡120、121直接連接到I/O橋107。
[0025]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的并行處理子系統(tǒng)112。如所示的，并行處理子系統(tǒng)112包括一個或多個并行處理單元(PI3U) 202，每個并行處理單元202都耦連到本地并行處理(PP)存儲器204。通常，并行處理子系統(tǒng)包括U個PPU，其中U≥I。(本文中，類似對象的多個實(shí)例需要時以標(biāo)識對象的參考數(shù)字和標(biāo)識實(shí)例的括號中的數(shù)字來表示。)PPU202和并行處理存儲器204可使用一個或多個集成電路設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，諸如可編程處理器、專用集成電路(ASIC)或存儲器設(shè)備，或者以任何其他技術(shù)可行的方式來實(shí)現(xiàn)。
[0026]再參考圖1以及圖2，在一些實(shí)施例中，并行處理子系統(tǒng)112中的一些或所有PPU202是具有渲染管線的圖形處理器，其可以配置為實(shí)施與下述相關(guān)的各種操作:經(jīng)由存儲器橋105和第二通信路徑113從CPU102和/或系統(tǒng)存儲器104所供應(yīng)的圖形數(shù)據(jù)生成像素?cái)?shù)據(jù)，與本地并行處理存儲器204 (可被用作圖形存儲器，包括例如常規(guī)幀緩沖區(qū)(buffer))交互以存儲和更新像素?cái)?shù)據(jù)，傳遞像素?cái)?shù)據(jù)到顯示設(shè)備110等等。在一些實(shí)施例中，并行處理子系統(tǒng)112可包括一個或多個作為圖形處理器而操作的PPU202以及一個或多個用于通用計(jì)算的其它PPU202。這些PTO可以是同樣的或不同的，并且每個PPU可具有專用并行處理存儲器設(shè)備或不具有專用并行處理存儲器設(shè)備。并行處理子系統(tǒng)112中的一個或多個PPU202可輸出數(shù)據(jù)到顯示設(shè)備110，或者并行處理子系統(tǒng)112中的每個PPU202可輸出數(shù)據(jù)到一個或多個顯示設(shè)備110。
[0027]在操作中，CPU102是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的主處理器，控制和協(xié)調(diào)其他系統(tǒng)部件的操作。具體地，CPU102發(fā)出控制PPU202的操作的命令。在一些實(shí)施例中，CPU102寫入用于每個PPU202的命令流到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中(在圖1或圖2中未明確示出)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可位于系統(tǒng)存儲器104、并行處理存儲器204、或CPU102和PPU202都可訪問的其他存儲位置中。將指向每個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針寫到入棧緩沖區(qū)(pushbuf fer)以發(fā)起對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的命令流的處理。PPU202從一個或多個入棧緩沖區(qū)讀取命令流，然后相對于CPU102的操作異步地執(zhí)行命令?？梢越?jīng)由設(shè)備驅(qū)動程序103由應(yīng)用程序?yàn)槊總€入棧緩沖區(qū)指定執(zhí)行優(yōu)先級以控制對不同入棧緩沖區(qū)的調(diào)度。
[0028]現(xiàn)在返回參考圖2以及圖1，每個PPU202包括經(jīng)由連接到存儲器橋105 (或者，在一個替代性實(shí)施例中，直接連接到CPU102)的通信路徑113與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的其余部分通信的I/O (輸入/輸出)單元205。PPU202到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的其余部分的連接也可以變化。在一些實(shí)施例中，并行處理子系統(tǒng)112可實(shí)現(xiàn)為可插入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)100的擴(kuò)展槽中的插卡。在其他實(shí)施例中，PPU202可以和諸如存儲器橋105或I/O橋107的總線橋集成在單個芯片上。而在其他實(shí)施例中，PPU202的一些或所有元件可以和CPU102集成在單個芯片上。
[0029]在一個實(shí)施例中，通信路徑113是PCI Express鏈路，如本領(lǐng)域所知的，其中專用通道被分配到每個PPU202。也可以使用其他通信路徑。I/O單元205生成用于在通信路徑113上傳送的包(或其他信號)，并且還從通信路徑113接收所有傳入的包(或其他信號)，將傳入的包引導(dǎo)到PPU202的適當(dāng)部件。例如，可將與處理任務(wù)相關(guān)的命令引導(dǎo)到主機(jī)接口206，而將與存儲器操作相關(guān)的命令(例如，對并行處理存儲器204的讀取或?qū)懭?引導(dǎo)到存儲器交叉開關(guān)單元210。主機(jī)接口 206讀取每個入棧緩沖區(qū)，并且將存儲在入棧緩沖區(qū)中的命令流輸出到前端212。
[0030]有利地，每個PPU202都實(shí)現(xiàn)高度并行處理架構(gòu)。如詳細(xì)示出的，PPU202 (O)包括處理集群陣列230，該陣列230包括C個通用處理集群(GPC)208，其中C≥I。每個GPC208能夠并發(fā)執(zhí)行大量的(例如，幾百或幾千)線程，其中每個線程是程序的實(shí)例(instance)。在各種應(yīng)用中，可分配不同的GPC208用于處理不同類型的程序或用于實(shí)施不同類型的計(jì)算。GPC208的分配可以取決于因每種類型的程序或計(jì)算所產(chǎn)生的工作量而變化。
[0031]GPC208從任務(wù)/工作單元207內(nèi)的工作分布單元接收所要執(zhí)行的處理任務(wù)。工作分布單元接收指向編碼為任務(wù)元數(shù)據(jù)(TMD)并存儲在存儲器中的處理任務(wù)的指針。指向TMD的指針包括在存儲為入棧緩沖區(qū)并由前端單元212從主機(jī)接口 206接收的命令流中?？梢跃幋a為TMD的處理任務(wù)包括所要處理的數(shù)據(jù)的索引，以及定義數(shù)據(jù)將被如何處理(例如，什么程序?qū)⒈粓?zhí)行)的狀態(tài)參數(shù)和命令。任務(wù)/工作單元207從前端212接收任務(wù)并確保在每一個TMD所指定的處理發(fā)起前，將GPC208配置為有效狀態(tài)?？梢詾槊總€TMD指定用來調(diào)度處理任務(wù)的執(zhí)行的優(yōu)先級。還可從處理集群陣列230接收處理任務(wù)?？蛇x地，TMD可包括控制將TMD添加到處理任務(wù)列表(或指向處理任務(wù)的指針的列表)的頭部還是尾部的參數(shù)，從而提供除優(yōu)先級以外的另一級別的控制。
[0032]存儲器接口 214包括D個分區(qū)單元215，每個分區(qū)單元215直接耦連到并行處理存儲器204的一部分，其中D > I。如所示的，分區(qū)單元215的數(shù)目一般等于動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM) 220的數(shù)目。在其他實(shí)施例中，分區(qū)單元215的數(shù)目也可以不等于存儲器設(shè)備的數(shù)目。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解DRAM220可以用其他合適的存儲設(shè)備來替代并且可以是一般常規(guī)的設(shè)計(jì)。因此省略了詳細(xì)描述。諸如幀緩沖區(qū)或紋理映射圖的渲染目標(biāo)可以跨DRAM220加以存儲，這允許分區(qū)單元215并行寫入每個渲染目標(biāo)的各部分以有效地使用并行處理存儲器204的可用帶寬。
[0033]任何一個GPC208都可以處理要被寫到并行處理存儲器204內(nèi)的任何DRAM220的數(shù)據(jù)。交叉開關(guān)單元210配置為路由每個GPC208的輸出到任何分區(qū)單元215的輸入或到另一個GPC208用于進(jìn)一步處理。GPC208通過交叉開關(guān)單元210與存儲器接口 214通信，以對各種外部存儲器設(shè)備進(jìn)行讀取或?qū)懭?。在一個實(shí)施例中，交叉開關(guān)單元210具有到存儲器接口 214的連接以和I/O單元205通信，以及到本地并行處理存儲器204的連接，從而使得在不同GPC208內(nèi)的處理內(nèi)核能夠與系統(tǒng)存儲器104或?qū)τ赑PU202而言非本地的其他存儲器通信。在圖2所示的實(shí)施例中，交叉開關(guān)單元210直接與I/O單元205連接。交叉開關(guān)單元210可使用虛擬信道來分開GPC208與分區(qū)單元215之間的業(yè)務(wù)流。
[0034]另外，GPC208可被編程以執(zhí)行與種類繁多的應(yīng)用相關(guān)的處理任務(wù)，包括但不限于，線性和非線性數(shù)據(jù)變換、視頻和/或音頻數(shù)據(jù)過濾、建模操作(例如，應(yīng)用物理定律以確定對象的位置、速率和其他屬性)、圖像渲染操作(例如，曲面細(xì)分(tessellation)著色器、頂點(diǎn)著色器、幾何著色器、和/或像素著色器程序)等等。PPU202可將數(shù)據(jù)從系統(tǒng)存儲器104和/或本地并行處理存儲器204轉(zhuǎn)移到內(nèi)部(片上)存儲器中，處理該數(shù)據(jù)，并且將結(jié)果數(shù)據(jù)寫回到系統(tǒng)存儲器104和/或本地并行處理存儲器204，其中這樣的數(shù)據(jù)可以由其他系統(tǒng)部件訪問，所述其他系統(tǒng)部件包括CPU102或另一個并行處理子系統(tǒng)112。
[0035]PPU202可配備有任何容量(amount)的本地并行處理存儲器204，包括沒有本地存儲器，并且可以以任何組合方式使用本地存儲器和系統(tǒng)存儲器。例如，在統(tǒng)一存儲器架構(gòu)(UMA)實(shí)施例中，PPU202可以是圖形處理器。在這樣的實(shí)施例中，將不提供或幾乎不提供專用的圖形(并行處理)存儲器，并且PPU202會以排他或幾乎排他的方式使用系統(tǒng)存儲器。在UMA實(shí)施例中，PPU202可集成到橋式芯片中或處理器芯片中，或作為具有高速鏈路(例如，PCI Express)的分立芯片提供，所述高速鏈路經(jīng)由橋式芯片或其他通信手段將PPU202連接到系統(tǒng)存儲器。
[0036]如上所示，在并行處理子系統(tǒng)112中可以包括任何數(shù)目的PPU202。例如，可在單個插卡上提供多個PPU202、或可將多個插卡連接到通信路徑113、或可將一個或多個PPU202集成到橋式芯片中。在多PPU系統(tǒng)中的PPU202可以彼此同樣或不同。例如，不同的PPU202可能具有不同數(shù)目的處理內(nèi)核、不同容量的本地并行處理存儲器等等。在存在多個PPU202的情況下，可并行操作那些PI3U從而以高于單個PPU202所可能達(dá)到的吞吐量來處理數(shù)據(jù)。包含一個或多個PPU202的系統(tǒng)可以以各種配置和形式因素來實(shí)現(xiàn)，包括臺式電腦、筆記本電腦或手持式個人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、工作站、游戲控制臺、嵌入式系統(tǒng)等等。
[0037]多個并發(fā)任務(wù)調(diào)度
[0038]可以在GPC208上并發(fā)執(zhí)行多個處理任務(wù)并且處理任務(wù)在執(zhí)行期間可以生成一個或多個“子”處理任務(wù)。任務(wù)/工作單元207接收任務(wù)并動態(tài)調(diào)度處理任務(wù)和子處理任務(wù)用于由GPC208執(zhí)行。
[0039]圖3A為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的圖2的任務(wù)/工作單元207的框圖。任務(wù)/工作單元207包括任務(wù)管理單元300和工作分布單元340。任務(wù)管理單元300基于執(zhí)行優(yōu)先級級別來組織所要調(diào)度的任務(wù)。對于每個優(yōu)先級級別，任務(wù)管理單元300將指向與任務(wù)相對應(yīng)的TMD322的指針的列表存儲在調(diào)度器表321中，其中所述列表可以實(shí)現(xiàn)為鏈表?？梢詫MD322存儲在PP存儲器204或系統(tǒng)存儲器104中。任務(wù)管理單元300接受任務(wù)并將任務(wù)存儲在調(diào)度器表321中的速度與任務(wù)管理單元300調(diào)度任務(wù)用于執(zhí)行的速度是解耦的。因此，任務(wù)管理單元300可以在調(diào)度任務(wù)之前收集數(shù)個任務(wù)。之后可以基于優(yōu)先級信息或使用其它技術(shù)諸如輪叫調(diào)度來調(diào)度所收集的任務(wù)。
[0040]工作分布單元340包括具有槽的任務(wù)表345，每個槽可以被用于正在執(zhí)行的任務(wù)的TMD322所占用。當(dāng)任務(wù)表345中有空閑槽時，任務(wù)管理單元300可以調(diào)度任務(wù)用于執(zhí)行。當(dāng)沒有空閑槽時，未占用槽的較高優(yōu)先級任務(wù)可以驅(qū)逐占用槽的較低優(yōu)先級任務(wù)。當(dāng)任務(wù)被驅(qū)逐時，該任務(wù)被停止，并且如果該任務(wù)的執(zhí)行沒有完成，則將指向該任務(wù)的指針添加到所要調(diào)度的任務(wù)指針的列表以使得任務(wù)的執(zhí)行稍后將恢復(fù)。當(dāng)生成子處理任務(wù)時，在任務(wù)的執(zhí)行期間，將指向該子任務(wù)的指針添加到所要調(diào)度的任務(wù)指針的列表?？梢杂稍谔幚砑宏嚵?30中執(zhí)行的TMD322生成子任務(wù)。
[0041 ] 不同于由任務(wù)/工作單元207從前端212接收的任務(wù)，子任務(wù)從處理集群陣列230接收。子任務(wù)不被插入入棧緩沖區(qū)或傳送到前端。當(dāng)生成子任務(wù)或?qū)⒂糜谧尤蝿?wù)的數(shù)據(jù)存儲在存儲器中時不通知CPU102。通過入棧緩沖區(qū)提供的任務(wù)與子任務(wù)之間的另一個區(qū)別是通過入棧緩沖區(qū)提供的任務(wù)由應(yīng)用程序來定義而子任務(wù)是在任務(wù)執(zhí)行期間動態(tài)生成的。
[0042]任務(wù)處理概述
[0043]圖3B為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的在圖2的PPU202之一內(nèi)的GPC208的框圖。每個GPC208可配置為并行執(zhí)行大量線程，其中術(shù)語“線程”是指在特定輸入數(shù)據(jù)集上執(zhí)行的特定程序的實(shí)例。在一些實(shí)施例中，單指令、多數(shù)據(jù)(SIMD)指令發(fā)出技術(shù)用于在不提供多個獨(dú)立指令單元的情況下支持大量線程的并行執(zhí)行。在其他實(shí)施例中，單指令、多線程(SMT)技術(shù)用于使用配置為向GPC208中的每一個內(nèi)的處理引擎集發(fā)出指令的公共指令單元來支持大量一般來說同步的線程的并行執(zhí)行。不同于所有處理引擎通常都執(zhí)行同樣指令的SMD執(zhí)行機(jī)制，SIMT執(zhí)行通過給定線程程序允許不同線程更容易跟隨分散執(zhí)行路徑。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解SMD處理機(jī)制代表SMT處理機(jī)制的功能子集。
[0044]經(jīng)由將處理任務(wù)分布到流多處理器(SM) 310的管線管理器305來有利地控制GPC208的操作。管線管理器305還可配置為通過為由SM310所輸出的處理數(shù)據(jù)指定目標(biāo)來控制工作分布交叉開關(guān)330。
[0045]在一個實(shí)施例中，每個GPC208包括M個SM310，其中M≥1，每個SM310配置為處理一個或多個線程組。另外，如本領(lǐng)域已知的，每個SM310有利地包括可以管線化的同樣功能執(zhí)行單元集(例如執(zhí)行單元和加載-存儲單元一在圖3C中示出為Exec單元302和LSU303 )，其允許在前一個指令完成之前發(fā)出新指令?？商峁┕δ軋?zhí)行單元的任何組合。在一個實(shí)施例中，功能單元支持各種各樣的操作，包括整數(shù)和浮點(diǎn)操作(例如加法和乘法)、比較操作、布爾操作(AND、OR、X0R)、移位和各種代數(shù)函數(shù)的計(jì)算(例如平面插值、三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)等等)；以及相同功能單元硬件可均衡地用來執(zhí)行不同的操作。
[0046]如本文之前所定義的，傳送到特定GPC208的一系列指令構(gòu)成線程，并且跨SM310內(nèi)的并行處理引擎(未示出)的某一數(shù)目的并發(fā)執(zhí)行線程的集合在本文中稱為“線程束(warp)”或“線程組”。如本文所使用的，“線程組”是指對不同輸入數(shù)據(jù)并發(fā)執(zhí)行相同程序的一組線程，所述組的一個線程被指派到SM310內(nèi)的不同處理引擎。線程組可以包括比SM310內(nèi)的處理引擎數(shù)目少的線程，在這種情況下一些處理引擎將在該線程組正在被處理的周期期間處于閑置狀態(tài)。線程組還可以包括比SM310內(nèi)的處理引擎數(shù)目多的線程，在這種情況下處理將在連續(xù)的時鐘周期內(nèi)發(fā)生。因?yàn)槊總€SM310可以并發(fā)支持多達(dá)G個線程組，結(jié)果是在任何給定時間在GPC208中可以執(zhí)行多達(dá)G*M個線程組。
[0047]此外，多個相關(guān)線程組可以在SM310內(nèi)同時活動(在執(zhí)行的不同階段)。該線程組集合在本文中稱為“協(xié)作線程陣列”(“CTA”)或“線程陣列”。特定CTA的大小等于m*k，其中k是線程組中并發(fā)執(zhí)行線程的數(shù)目并且通常是SM310內(nèi)的并行處理引擎數(shù)目的整數(shù)倍，以及m是SM310內(nèi)同時活動的線程組的數(shù)目。CTA的大小一般由編程者以及可用于CTA的硬件資源諸如存儲器或寄存器的容量來確定。
[0048]每個SM310包含一級(LI)高速緩存(圖3C所示)或使用用于執(zhí)行加載和存儲操作的SM310外部的相應(yīng)LI高速緩存中的空間。每個SM310都還有權(quán)訪問在所有GPC208之間共享并且可用于在線程之間轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的二級(L2)高速緩存。最后，SM310還有權(quán)訪問片夕卜“全局”存儲器，所述“全局”存儲器可以包括例如并行處理存儲器204和/或系統(tǒng)存儲器104。應(yīng)該理解，PPU202外部的任何存儲器可用作全局存儲器。此外，一點(diǎn)五級(L1.5)高速緩存335可以包括在GPC208內(nèi)，其配置為接收并保持由SM310所請求的經(jīng)由存儲器接口 214從存儲器獲取的數(shù)據(jù)，包括指令、一致(uniform)數(shù)據(jù)和常數(shù)數(shù)據(jù)，并將所請求的數(shù)據(jù)提供給SM310。在GPC208中具有多個SM310的實(shí)施例有利地共享了高速緩存在L1.5高速緩存335中的公共指令和數(shù)據(jù)。
[0049]每個GPC208可以包括配置為將虛擬地址映射到物理地址中的存儲器管理單元(MMU) 328。在其它實(shí)施例中，MMU328可以駐留在存儲器接口 214內(nèi)。MMU328包括用于將虛擬地址映射到像素塊(tile)的物理地址的頁表?xiàng)l目(PTE)集和可選地包括高速緩存行索引。MMU328可以包括地址轉(zhuǎn)譯后備緩沖區(qū)(TLB)或可以駐留在多處理器SM310或LI高速緩存或GPC208內(nèi)的高速緩存。物理地址經(jīng)處理以分布表面數(shù)據(jù)訪問位置來允許高效請求在分區(qū)單元215之間交錯。高速緩存行索引可用于確定用于高速緩存行的請求是命中還是未命中。
[0050]在圖形和計(jì)算應(yīng)用中，GPC208可配置為使得每個SM310耦連到用于執(zhí)行紋理映射操作例如確定紋理樣本位置、讀取紋理數(shù)據(jù)以及過濾該紋理數(shù)據(jù)的紋理單元315。從內(nèi)部紋理LI高速緩存(未示出)或者在一些實(shí)施例中從SM310內(nèi)的LI高速緩存讀取紋理數(shù)據(jù)并根據(jù)需要從在所有GPC208之間共享的L2高速緩存、并行處理存儲器204或系統(tǒng)存儲器104中獲取紋理數(shù)據(jù)。為了將所處理的任務(wù)提供給另一個GPC208用于進(jìn)一步處理或?yàn)榱私?jīng)由交叉開關(guān)單元210將所處理的任務(wù)存儲在L2高速緩存、并行處理存儲器204或系統(tǒng)存儲器104中，每個SM310將所處理的任務(wù)輸出到工作分布交叉開關(guān)330。preROP (預(yù)光柵操作)325配置為從SM310接收數(shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)引導(dǎo)到分區(qū)單元215內(nèi)的ROP單元以及針對顏色混合實(shí)施優(yōu)化、組織像素顏色數(shù)據(jù)和實(shí)施地址轉(zhuǎn)譯。
[0051]應(yīng)該理解本文所述的內(nèi)核架構(gòu)是示例性的并且變化和修改都是可能的。任何數(shù)目的處理單元例如SM310或紋理單元315、preR0P325可以包括在GPC208內(nèi)。進(jìn)一步地，如圖2所示，PPU202可以包括任何數(shù)目的GPC208，所述GPC208有利地在功能上彼此相似以使得執(zhí)行行為不取決于哪個GPC208接收特定處理任務(wù)。進(jìn)一步地，每個GPC208有利地使用分開且各異的處理單元、LI高速緩存來獨(dú)立于其他GPC208操作以為一個或多個應(yīng)用程序執(zhí)行任務(wù)。
[0052]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解圖1、2、3A和3B所描述的架構(gòu)決不限制本發(fā)明的范圍并且在不脫離本發(fā)明范圍的情況下本文所教導(dǎo)的技術(shù)可以在任何經(jīng)適當(dāng)配置的處理單元上實(shí)現(xiàn)，所述處理單元包括但不限于一個或多個CPU、一個或多個多核CPU、一個或多個PPU202、一個或多個GPC208、一個或多個圖形或?qū)Ｓ锰幚韱卧鹊取?br> [0053]在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用計(jì)算系統(tǒng)的PPU202或其他處理器來使用線程陣列執(zhí)行通用計(jì)算是可取的。為線程陣列中的每個線程指派在線程的執(zhí)行期間對于線程可訪問的唯一的線程標(biāo)識符(“線程ID”)?？杀欢x為一維或多維數(shù)值的線程ID控制線程處理行為的各方面。例如，線程ID可用于確定線程將要處理輸入數(shù)據(jù)集的哪部分和/或確定線程將要產(chǎn)生或?qū)戄敵鰯?shù)據(jù)集的哪部分。
[0054]每線程指令序列可包括定義線程陣列的代表性線程和一個或多個其他線程之間的協(xié)作行為的至少一個指令。例如，每線程指令序列可能包括在序列中的特定點(diǎn)處掛起用于代表性線程的操作執(zhí)行直到諸如其他線程的一個或多個到達(dá)該特定點(diǎn)的時間為止的指令、用于代表性線程將數(shù)據(jù)存儲在其他線程的一個或多個有權(quán)訪問的共享存儲器中的指令、用于代表性線程原子地讀取和更新存儲在其他線程的一個或多個基于它們的線程ID有權(quán)訪問的共享存儲器中的數(shù)據(jù)的指令等等。CTA程序還可以包括計(jì)算數(shù)據(jù)將從其讀取的共享存儲器中的地址的指令，該地址是線程ID的函數(shù)。通過定義合適的函數(shù)并提供同步技術(shù)，可以以可預(yù)測的方式由CTA的一個線程將數(shù)據(jù)寫入共享存儲器中的給定位置并由同一個CTA的不同線程從該位置讀取數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)在線程之間共享的任何期望模式可以得到支持，以及CTA中的任何線程可以與同一個CTA中的任何其他線程共享數(shù)據(jù)。如果存在數(shù)據(jù)在CTA的線程之間的共享，則其范圍由CTA程序確定；因此，應(yīng)該理解的是，在使用CTA的特定應(yīng)用中，CTA的線程可能會或可能不會真正互相共享數(shù)據(jù)，這取決于CTA程序，術(shù)語“CTA”和“線程陣列”在本文作為同義詞使用。
[0055]圖3C為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的圖3B的SM310的框圖。SM310包括配置為經(jīng)由L1.5高速緩存335從存儲器接收指令和常數(shù)的指令LI高速緩存370。線程束調(diào)度器和指令單元312從指令LI高速緩存370接收指令和常數(shù)并根據(jù)該指令和常數(shù)控制本地寄存器堆304和SM310功能單元。SM310功能單元包括N個exec (執(zhí)行或處理)單元302和P個加載-存儲單元(LSU) 303。
[0056]SM310提供具有不同級別的可訪問性的片上(內(nèi)部)數(shù)據(jù)存儲。特殊寄存器(未示出)對于LSU303可讀但不可寫并且用于存儲定義每個線程的“位置”的參數(shù)。在一個實(shí)施例中，特殊寄存器包括每線程(或SM310內(nèi)的每exec單元302) —個的存儲線程ID的寄存器；每個線程ID寄存器僅由各自的exec單元302可訪問。特殊寄存器還可以包括附加寄存器，其對于執(zhí)行由TMD322所代表的同一個處理任務(wù)的所有線程(或由所有LSU303)可讀，其存儲CTA標(biāo)識符、CTA維數(shù)、CTA所屬網(wǎng)格(grid)的維數(shù)(或隊(duì)列位置，如果TMD322編碼隊(duì)列任務(wù)而不是網(wǎng)格任務(wù)的話)、以及CTA被指派到的TMD322的標(biāo)識符。
[0057]如果TMD322是網(wǎng)格TMD，則TMD322的執(zhí)行會啟動和執(zhí)行固定數(shù)目的CTA以處理存儲在隊(duì)列525中的固定量的數(shù)據(jù)。將CTA的數(shù)目指定為網(wǎng)格寬度、高度和深度的乘積。可以將固定量的數(shù)據(jù)存儲在TMD322中或TMD322可以存儲指向?qū)⒂蒀TA所處理的數(shù)據(jù)的指針。TMD322還存儲由CTA所執(zhí)行的程序的開始地址。[0058]如果TMD322是隊(duì)列TMD，那么使用TMD322的隊(duì)列特點(diǎn)，這意味著將要被處理的數(shù)據(jù)量不一定是固定的。隊(duì)列條目存儲用于由指派到TMD322的CTA所處理的數(shù)據(jù)。隊(duì)列條目還可以代表在線程執(zhí)行期間由另一個TMD322所生成的子任務(wù)，從而提供嵌套并行性。通常線程或包括線程的CTA的執(zhí)行被掛起直到子任務(wù)的執(zhí)行完成。可以將隊(duì)列存儲在TMD322中或與TMD322分開存儲，在該情況下TMD322存儲指向該隊(duì)列的隊(duì)列指針。有利地，當(dāng)代表子任務(wù)的TMD322正在執(zhí)行時可以將由子任務(wù)所生成的數(shù)據(jù)寫到隊(duì)列。隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)為循環(huán)隊(duì)列以使得數(shù)據(jù)的總量不限于隊(duì)列的大小。
[0059]屬于網(wǎng)格的CTA具有指示網(wǎng)格內(nèi)各自CTA的位置的隱含網(wǎng)格寬度、高度和深度參數(shù)。在初始化期間響應(yīng)于經(jīng)由前端212從設(shè)備驅(qū)動程序103所接收的命令來寫特殊寄存器并且在處理任務(wù)的執(zhí)行期間特殊寄存器不改變。前端212調(diào)度每個處理任務(wù)用于執(zhí)行。每個CTA與具體TMD322相關(guān)聯(lián)用于一個或多個任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行。此外，單個GPC208可以并發(fā)執(zhí)行多個任務(wù)。
[0060]參數(shù)存儲器(未示出)存儲可由同一個CTA內(nèi)的任何線程(或任何LSU303)讀取但不可由其寫入的運(yùn)行時間參數(shù)(常數(shù))。在一個實(shí)施例中，設(shè)備驅(qū)動程序103在引導(dǎo)SM310開始執(zhí)行使用參數(shù)的任務(wù)之前將這些參數(shù)提供給參數(shù)存儲器。任何CTA內(nèi)的任何線程(或SM310內(nèi)的任何exec單元302)可以通過存儲器接口 214訪問全局存儲器?？梢詫⑷执鎯ζ鞯母鞑糠执鎯υ贚I高速緩存320中。
[0061]每個線程將本地寄存器堆304用作暫存空間；每個寄存器被分配以專用于一個線程，并且在本地寄存器堆304的任何部分中的數(shù)據(jù)僅對于寄存器被分配到的線程可訪問。本地寄存器堆304可以實(shí)現(xiàn)為物理上或邏輯上分為P個通道的寄存器堆，每個通道具有一定數(shù)目的條目(其中每個條目可以存儲例如32位字)。將一個通道指派到N個exec單元302和P個下載-存儲單元LSU303的每一個，并且利用用于執(zhí)行同一個程序的不同線程的數(shù)據(jù)來填充不同通道中的相應(yīng)條目以幫助SIMD執(zhí)行?？梢詫⑼ǖ赖牟煌糠址峙涞紾個并發(fā)線程組中的不同線程組，以使得本地寄存器堆304中的給定條目僅對于特定線程可訪問。在一個實(shí)施例中，保留本地寄存器堆304內(nèi)的某些條目用于存儲線程標(biāo)識符，實(shí)現(xiàn)特殊寄存器之一。此外，一致LI高速緩存375存儲用于N個exec單元302和P個下載-存儲單元LSU303的每個通道的一致值或常數(shù)值。
[0062]共享存儲器306對于單個CTA內(nèi)的線程可訪問；換言之，共享存儲器306中的任何位置對于同一個CTA內(nèi)的任何線程(或?qū)τ赟M310內(nèi)的任何處理引擎)可訪問。共享存儲器306可以實(shí)現(xiàn)為具有允許任何處理引擎對共享存儲器中的任何位置讀取或?qū)懭氲幕ミB的共享寄存器堆或共享片上高速緩存存儲器。在其他實(shí)施例中，共享狀態(tài)空間可能映射到片外存儲器的每CTA區(qū)上并被高速緩存在LI高速緩存320中。參數(shù)存儲器可以實(shí)現(xiàn)為在實(shí)現(xiàn)共享存儲器306的同一個共享寄存器堆或共享高速緩存存儲器內(nèi)的指定部分，或者實(shí)現(xiàn)為LSU303對其具有只讀訪問權(quán)限的分開的共享寄存器堆或片上高速緩存存儲器。在一個實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)參數(shù)存儲器的區(qū)域還用于存儲CTA ID和任務(wù)ID，以及CTA和網(wǎng)格維數(shù)或隊(duì)列位置，實(shí)現(xiàn)特殊寄存器的各部分。SM310中的每個LSU303耦連到統(tǒng)一地址映射單元352，統(tǒng)一地址映射單元352將為在統(tǒng)一存儲器空間中所指定的加載和存儲指令所提供的地址轉(zhuǎn)換為每個各異存儲器空間中的地址。因此，指令可以用于通過指定統(tǒng)一存儲器空間中的地址來訪問本地、共享或全局存儲器空間中的任何一個。[0063]每個SM310中的LI高速緩存320可以用于高速緩存私有的每線程本地?cái)?shù)據(jù)還有每應(yīng)用全局?jǐn)?shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，可以將每CTA共享數(shù)據(jù)高速緩存在LI高速緩存320中。LSU303經(jīng)由存儲器和高速緩存互連380耦連到共享存儲器306和LI高速緩存320。
[0064]圖形管線架構(gòu)圖
[0065]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的、圖形處理管線400的概念性示意圖，圖2中的一個或多個PPU202可配置為實(shí)現(xiàn)該圖形處理管線400。例如，SM310中的一個可以配置為實(shí)施一個或多個頂點(diǎn)處理單元415、幾何處理單元425、和片段處理單元460的函數(shù)(function)。也可以由GPC208內(nèi)的其它處理引擎和相應(yīng)的分區(qū)單元215來實(shí)施數(shù)據(jù)匯編器410、基元匯編器420、光柵器455和顏色光柵操作(CROP)單元465的函數(shù)?；蛘?，圖形處理管線400可以使用用于一種或多種函數(shù)的專用處理單元來實(shí)現(xiàn)。
[0066]數(shù)據(jù)匯編器410處理單元收集頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，用于高階表面、基元等等，并輸出所述包括頂點(diǎn)屬性的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)到頂點(diǎn)處理單元415。頂點(diǎn)處理單元415是配置為執(zhí)行頂點(diǎn)著色器程序的可編程的執(zhí)行單元，從而如由所述頂點(diǎn)渲染器程序所指定的，照亮(lighting)和轉(zhuǎn)化頂點(diǎn)數(shù)據(jù)。例如，可以對頂點(diǎn)處理單元415進(jìn)行編程以將所述頂點(diǎn)數(shù)據(jù)從基于對象的坐標(biāo)表示(對象空間)轉(zhuǎn)化到替代地基于諸如世界空間或規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)(NDC )空間等坐標(biāo)系統(tǒng)。頂點(diǎn)處理單元415可以通過數(shù)據(jù)匯編器410來讀取存儲在LI高速緩存320、并行處理存儲器204或系統(tǒng)存儲器104中的數(shù)據(jù)，用于處理所述頂點(diǎn)數(shù)據(jù)時使用。
[0067]基元匯編器420從頂點(diǎn)處理單元415接收頂點(diǎn)屬性，根據(jù)需要讀取經(jīng)存儲的頂點(diǎn)屬性，并構(gòu)建用于由幾何處理單元425處理的圖形基元。圖形基元包括三角形、線段、點(diǎn)等等。幾何處理單元425為配置為執(zhí)行幾何著色器程序的可編程的執(zhí)行單元，從而如所述幾何著色器程序所指定的，轉(zhuǎn)化從基元匯編器420所接收到的圖形基元。例如，可以對幾何處理單元425進(jìn)行編程以將所述圖形基元再分為一個或多個新圖形基元，并計(jì)算諸如平面方程系數(shù)等用于光柵化所述新圖形基元的參數(shù)。
[0068]在一些實(shí)施例中，幾何處理單元425還可以添加或刪除所述幾何流中的元素。幾何處理單元425輸出所述指定新圖形基元的參數(shù)和頂點(diǎn)到視口范圍(viewport scale)、篩選(cull)和裁剪單元450。幾何處理單元425可以讀取存儲在并行處理器204或系統(tǒng)存儲器104中的數(shù)據(jù)，用于處理所述幾何數(shù)據(jù)時使用。視窗范圍、篩選和夾子單元450執(zhí)行裁剪、篩選和視口縮放(viewport scaling),并輸出經(jīng)處理的圖形基元到光柵器455。
[0069]光柵器455掃描檢查(scan)轉(zhuǎn)換所述新圖形基元并輸出片段和覆蓋數(shù)據(jù)到片段處理單元460。此外，光柵器455可以配置為執(zhí)行z篩選和其它基于z的優(yōu)化。
[0070]片段處理單元460是配置為執(zhí)行片段著色器程序的可編程的執(zhí)行單元，從而如所述片段著色器程序所指定的，轉(zhuǎn)化從光柵器455所接收到的片段。例如，可以對片段處理單元460進(jìn)行編程以執(zhí)行諸如透視糾正、紋理映射、著色、混合等操作，從而產(chǎn)生輸出到CROP單元465的經(jīng)著色的片段。片段處理單元460可以讀存儲在并行存儲器204或系統(tǒng)存儲器104中的數(shù)據(jù)，用于處理所述片段數(shù)據(jù)時使用。可以以像素、樣本或其它粒度對片段進(jìn)行著色，這取決于所編程的采樣率。
[0071]CROP單元465是執(zhí)行光柵操作的處理單元，諸如顏色混合等，并輸出像素?cái)?shù)據(jù)為經(jīng)處理的圖形數(shù)據(jù)，用于圖形存儲器中的存儲。所述經(jīng)處理的圖形數(shù)據(jù)可以存儲在圖形存儲器，例如并行處理存儲器204、和/或系統(tǒng)存儲器104中，用于在顯示設(shè)備110上顯示或用于進(jìn)一步由CPU102或并行處理子系統(tǒng)112處理。在某些實(shí)施例中，每個像素包含多個顏色樣本。在這樣的實(shí)施例中，CROP單元465配置為壓縮寫到存儲器的顏色樣本數(shù)據(jù)并解壓縮從存儲器中讀取的顏色樣本數(shù)據(jù)。該壓縮技術(shù)的目標(biāo)不是減小存儲器中圖像的尺寸，而是通過由需要處理的一組樣本值表示用于給定像素的所有的樣本來減少與所述圖像相關(guān)的處理。在典型的場景中，多數(shù)像素包括等值的顏色樣本，且該壓縮技術(shù)使改進(jìn)的處理性能成為可能。結(jié)合多個顏色樣本以生成在得到的圖像內(nèi)的反鋸齒的像素，用于顯示或進(jìn)一步處理。當(dāng)與特定像素相關(guān)聯(lián)的所有顏色樣本的值相等時，為所述像素存儲一種顏色樣本，且設(shè)定用于所述像素的狀態(tài)信息以表明所述樣本被壓縮。在一個實(shí)施例中，當(dāng)相應(yīng)的片段充分覆蓋所述像素時，與像素相關(guān)聯(lián)的樣本將具有相等的顏色?？梢越Y(jié)合在所述圖像內(nèi)的針對每個像素的顏色樣本，以生成反鋸齒的像素，用于顯示。
[0072]迭代的混合單元
[0073]本發(fā)明的實(shí)施例使諸如GPU等并行處理子系統(tǒng)能夠?qū)嵤┰趫D4的CR0P465內(nèi)的復(fù)雜的混合操作。由于這些可用的復(fù)雜的混合操作，用于諸如OpenVG、SVG、Cairo、Skia、JavaFX、Adobe Flash、Adobe PDF、Apple，s Quartz2D 和 HTML5 等圖形值染標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容可以在所述GPU內(nèi)被有效地渲染，從而有利地改進(jìn)系統(tǒng)性能。為了支持復(fù)雜的混合操作，CR0P465配置為實(shí)施關(guān)于源數(shù)據(jù)和目標(biāo)數(shù)據(jù)的多道(mult1-pass)混合操作。在一個實(shí)施例中，所述多道混合操作的每道包含兩個乘積的和，如以下所更詳細(xì)地闡述的。
[0074]常規(guī)的CROP單元實(shí)現(xiàn)包含兩個乘積的和的混合，如以下方程式I所指定的:
[0075]src_color*src_coefficient+dst_color*dst_coefficient (Eq.1)
[0076]這里，‘src’是指從諸如片段著色器460中所計(jì)算的顏色和不透明數(shù)據(jù)等從上游所接收到的數(shù)據(jù)。還有這里，’ dst’是指已經(jīng)存儲在諸如幀緩沖區(qū)存儲器等渲染目標(biāo)中數(shù)據(jù)。例如，將70%的不透明度的上游src_顏色與dst_顏色結(jié)合的混合操作將用為0.70的src_系數(shù)和為0.30的dst_系數(shù)來實(shí)施，以致src_顏色和dst_顏色分別對存儲在所述幀緩沖區(qū)中的混合顏色貢獻(xiàn)70%和30%。常規(guī)的GPU支持這類型的作為本機(jī)的(native)CR0P混合操作的混合操作，這類型的混合操作實(shí)質(zhì)上是單道(單遍)的混合。然而，更復(fù)雜的混合操作不能作為CROP混合操作得到常規(guī)的支持。復(fù)雜的混合操作得不到常規(guī)的CROP單元支持的一個實(shí)例是在Adobe的Flash格式中所實(shí)現(xiàn)的柔光(soft light)混合操作。以下在表1中不出了所述柔光混合。表1
[0077]
【權(quán)利要求】
1.一種圖形處理單元，包括: 混合單元，所述混合單元配置為通過以下步驟實(shí)施可編程的混合操作: 接收用于處理的源像素?cái)?shù)據(jù)和目標(biāo)像素?cái)?shù)據(jù)； 基于是否存在早退條件確定是否需要第一混合操作；和 如果所述早退條件不存在，且需要第一混合操作，那么基于所述源像素?cái)?shù)據(jù)和目標(biāo)像素?cái)?shù)據(jù)實(shí)施所述第一混合操作以生成第一混合結(jié)果，或 如果所述早退條件存在，且不需要第一混合操作，那么實(shí)施繞道操作并存儲所述源像素?cái)?shù)據(jù)和目標(biāo)像素?cái)?shù)據(jù)到渲染目標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的圖形處理單元，其中，所述混合單元進(jìn)一步配置為將所述源像素?cái)?shù)據(jù)和目標(biāo)像素?cái)?shù)據(jù)映射至統(tǒng)一的算法格式。
3.如權(quán)利要求1所述的圖形處理單元，其中，與所述可編程的混合操作相關(guān)聯(lián)的至少一個指令指定倒數(shù)操作、平方根操作或分段線性操作。
4.如權(quán)利要求1所述的圖形處理單元，其中，與所述可編程的混合操作相關(guān)聯(lián)的至少一個指令包括由常數(shù)所指定的輸出操作數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的圖形處理單元，其中，所述源像素?cái)?shù)據(jù)包含由一種顏色和指示所述源像素?cái)?shù)據(jù)被壓縮的標(biāo)志所表示的兩種或多于兩種的樣本。
6.如權(quán)利要求1所述的圖形處理單元，其中，所述早退條件不存在，且需要第一混合操作，且所述混合單元進(jìn)一步配置為確定實(shí)施多道系列混合操作還是單道混合操作。
7.如權(quán)利要求6所述的圖形處理單元，其中，將要實(shí)施的是多道系列混合操作，且所述混合單元進(jìn)一步配置為基于所述源像素?cái)?shù)據(jù)和目標(biāo)像素?cái)?shù)據(jù)實(shí)施在所述第一混合操作之后的第二混合操作，以生成第二混合結(jié)果。
8.如權(quán)利要求7所述的圖形處理單元，其中，所述第二混合操作也基于來自臨時變量的陣列或最近的混合結(jié)果登記的值。
9.如權(quán)利要求1所述的圖形處理單元，其中，當(dāng)所述源像素?cái)?shù)據(jù)完全不透明或完全透明時，所述早退條件存在。
10.如權(quán)利要求1所述的圖形處理單元，其中，所述混合單元包含光柵操作單元。
【文檔編號】G06F9/38GK103885752SQ201310714673
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月20日
【發(fā)明者】魯伊·M·巴斯托斯, 馬克·J·基爾加德, 威廉·克雷格·麥克奈特, 杰爾姆·F·杜魯克, 皮特爾·蘇伊洛特, 戴爾·L·柯克蘭, 克里斯蒂安·阿姆辛克, 約瑟夫·德特姆, 克里斯蒂安·魯埃, 唐·比特爾 申請人:輝達(dá)公司