圖形處理器300包括視頻編碼解碼引擎306以用于 編碼、解碼、或?qū)⒚襟w轉(zhuǎn)碼為一個(gè)或多個(gè)媒體編碼格式、從一個(gè)或多個(gè)媒體編碼格式轉(zhuǎn)碼、 或在一個(gè)或多個(gè)媒體編碼格式之間轉(zhuǎn)碼，其中一個(gè)或多個(gè)媒體編碼格式包括但不限于運(yùn)動(dòng) 圖像專家組（MPEG)格式（例如MPEG-2)、高級(jí)視頻編碼（AVC)格式（例如H. 264/MPEG-4 AVC)、和電影與電視工程師學(xué)會(huì)（SMPTE)421M/VC-1、以及聯(lián)合圖像專家組（JPEG)格式（例 如JPEG和動(dòng)態(tài)JPEG格式）。
[0055] 在一個(gè)實(shí)施例中，圖形處理器300包括用于執(zhí)行包括例如位邊界塊傳輸?shù)亩S (2D)光柵化操作的塊圖像傳輸（BLIT)引擎304。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，2D圖形操作是使 用圖形處理引擎（GPE)370的一個(gè)或多個(gè)組件來執(zhí)行的。圖形處理引擎310是用于執(zhí)行包 括三維（3D)圖形操作和媒體操作在內(nèi)的圖形操作的計(jì)算引擎。
[0056] GPE 310包括用于執(zhí)行例如使用對(duì)3D圖元（primitive)形狀（例如，矩形、三角形 等）起作用的處理函數(shù)來渲染三維圖像和場(chǎng)景的3D操作的3D管線312。3D管線312包括 在元件內(nèi)執(zhí)行各種任務(wù)和/或向3D/媒體子系統(tǒng)315生成執(zhí)行線程的可編程和固定的功能 元件。盡管3D管線312可以用于執(zhí)行媒體操作，但是GPE 310的實(shí)施例也包括專用于執(zhí)行 媒體操作（例如視頻的后期處理和圖像增強(qiáng)）的媒體管線316。
[0057] 在一個(gè)實(shí)施例中，媒體管線316包括用于執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)專門的媒體操作（例如， 代替或代表視頻編碼解碼引擎306進(jìn)行的視頻解碼加速、視頻去隔行、視頻編碼加速）的固 定功能的或可編程的邏輯單元。在一個(gè)實(shí)施例中，媒體管線316另外包括用于生成線程以 供在3D/媒體子系統(tǒng)315上執(zhí)行的線程生成單元。生成的線程執(zhí)行對(duì)在包括在3D/媒體子 系統(tǒng)中的一個(gè)或多個(gè)圖形執(zhí)行單元上的媒體操作的計(jì)算。
[0058] 3D/媒體子系統(tǒng)315包括用于通過3D管線312和媒體管線316來執(zhí)行生成的線 程的邏輯。在一個(gè)實(shí)施例中，管線向3D/媒體子系統(tǒng)315發(fā)送線程執(zhí)行請(qǐng)求，其中3D/媒體 子系統(tǒng)315包括用于將多種請(qǐng)求仲裁并分派到可用的線程執(zhí)行資源的線程分派邏輯。執(zhí)行 資源包括用于處理3D和媒體線程的圖形執(zhí)行單元的陣列。在一個(gè)實(shí)施例中，3D/媒體子系 統(tǒng)315包括用于線程指令和數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部高速緩存。在一個(gè)實(shí)施例中，子系統(tǒng)也 包括共享的存儲(chǔ)器（包括寄存器和可尋址存儲(chǔ)器）以用于在線程間共享數(shù)據(jù)并且用于存儲(chǔ) 輸出數(shù)據(jù)。
[0059] 3D/媒體處理-圖4
[0060] 圖4是圖形處理器的圖形處理引擎410的實(shí)施例的方框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，圖 形處理引擎（GPE)410是圖3中所示的GPE 310的一個(gè)版本。GPE 410包括3D管線412和 媒體管線416,其中的每個(gè)都可以不同于或相似于圖3的3D管線312和媒體管線316的實(shí) 施。
[0061] 在一個(gè)實(shí)施例中，GPE 410與向GPE 3D和媒體管線412提供命令流的命令流式傳 輸器403耦合。命令流式傳輸器403耦合至可以是系統(tǒng)存儲(chǔ)器、一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部高速緩存 存儲(chǔ)器和共享的高速緩存存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器。命令流式傳輸器403接收來自存儲(chǔ)器的命令， 并將命令發(fā)送至3D管線412和/或媒體管線416。3D和媒體管線通過經(jīng)由在各自的管線 內(nèi)的邏輯執(zhí)行操作或通過將一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行線程分派至執(zhí)行單元陣列414來處理命令。在 一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行單元陣列414是可擴(kuò)展的，使得所述陣列基于GPE 410的目標(biāo)功率和性 能等級(jí)而包括可變數(shù)量的執(zhí)行單元。
[0062] 采樣引擎430與存儲(chǔ)器（例如，高速緩存存儲(chǔ)器或系統(tǒng)存儲(chǔ)器）和執(zhí)行單元陣列 414耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，采樣引擎430為可擴(kuò)展執(zhí)行單元陣列414提供允許執(zhí)行陣列 414從存儲(chǔ)器中讀取圖形和媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器訪問機(jī)制。在一個(gè)實(shí)施例中，采樣引擎430包 括用于執(zhí)行對(duì)媒體的專門的圖像采樣操作的邏輯。
[0063] 采樣引擎430中的專門的媒體采樣邏輯包括去噪/去隔行模塊432、運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊 434、以及圖像縮放過濾模塊436。去噪/去隔行模塊432包括用于在解碼的視頻數(shù)據(jù)上執(zhí) 行去噪或去隔行算法中的一個(gè)或多個(gè)算法的邏輯。去隔行邏輯將隔行的視頻內(nèi)容的交變場(chǎng) 結(jié)合成視頻的單個(gè)幀。去噪邏輯從視頻和圖像數(shù)據(jù)中降低或移除數(shù)據(jù)噪聲。在一個(gè)實(shí)施例 中，去噪邏輯和去隔行邏輯是運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)的，并基于在視頻數(shù)據(jù)中檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)量而使用 空間和時(shí)間過濾。在一個(gè)實(shí)施例中，去噪/去隔行模塊432包括專用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)邏輯（例 如，在運(yùn)動(dòng)估計(jì)引擎434內(nèi)）。
[0064] 運(yùn)動(dòng)估計(jì)引擎434通過執(zhí)行視頻加速功能（例如，對(duì)視頻數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)向量估計(jì)和 推測(cè)）而為視頻操作提供硬件加速。運(yùn)動(dòng)估計(jì)引擎確定描述在連續(xù)的視頻幀之間的圖像數(shù) 據(jù)的變化的運(yùn)動(dòng)向量。在一個(gè)實(shí)施例中，圖形處理器媒體解碼編碼器使用視頻運(yùn)動(dòng)估計(jì)引 擎434以在宏塊級(jí)對(duì)視頻執(zhí)行操作，否則使用通用處理器來執(zhí)行該操作會(huì)是計(jì)算密集的。 在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)估計(jì)引擎434通常對(duì)圖形處理器組件可用以協(xié)助視頻解碼和敏感或 適應(yīng)于視頻數(shù)據(jù)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的方向和幅度的處理功能。
[0065]圖像縮放和過濾模塊436執(zhí)行圖像處理操作以增強(qiáng)生成的圖像和視頻的視覺質(zhì) 量。在一個(gè)實(shí)施例中，縮放和過濾模塊436在將數(shù)據(jù)提供給執(zhí)行單元陣列414之前，在采樣 操作的過程中處理圖像和視頻數(shù)據(jù)。
[0066] 在一個(gè)實(shí)施例中，圖形處理器引擎410包括為圖形子系統(tǒng)提供訪問存儲(chǔ)器的額外 機(jī)制的數(shù)據(jù)端口 444。數(shù)據(jù)端口 444促成針對(duì)包括渲染目標(biāo)寫入、常量緩沖讀取、暫存存儲(chǔ) 器空間讀取/寫入、以及介質(zhì)表面存取在內(nèi)的操作的存儲(chǔ)器訪問。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)端 口 444包括用于緩存對(duì)存儲(chǔ)器的訪問的高速緩存存儲(chǔ)器空間。高速緩存存儲(chǔ)器可以是單個(gè) 數(shù)據(jù)高速緩存或是被分成多個(gè)子系統(tǒng)的多個(gè)高速緩存（例如，渲染緩沖高速緩存、常量緩 沖高速緩存等），其中這些子系統(tǒng)經(jīng)由數(shù)據(jù)端口訪問存儲(chǔ)器。在一個(gè)事實(shí)例中，通過經(jīng)由將 圖形處理引擎410的每個(gè)子系統(tǒng)耦合的數(shù)據(jù)分發(fā)互而連交換消息，在執(zhí)行單元陣列414中 的執(zhí)行單元上執(zhí)行的線程與數(shù)據(jù)接口進(jìn)行通信。
[0067] 執(zhí)行單元-圖5-7
[0068] 圖5是圖形處理器的另一個(gè)實(shí)施例的方框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，圖形處理器包括 環(huán)形互連502、管線前端504、媒體引擎537、以及圖形核心580A-N。環(huán)形互連502將圖形處 理器耦合至包括其他圖形處理器或一個(gè)或多個(gè)通用處理器核心在內(nèi)的其他處理單元。在一 個(gè)實(shí)施例中，圖形處理器是集成在多核處理器系統(tǒng)內(nèi)的許多處理器中的一個(gè)。
[0069] 圖形處理器經(jīng)由環(huán)形互連502接收批量的命令。傳入的命令由管線前段504中的 命令流式傳輸器503解釋。圖形處理器包括用于經(jīng)由圖形核心580A-N來執(zhí)行3D幾何處理 和媒體處理的可擴(kuò)展的執(zhí)行邏輯。對(duì)于3D幾何處理命令，命令流式傳輸器503將命令提供 給幾何管線536。對(duì)于至少一些媒體處理命令，命令流式傳輸器503將命令提供給與媒體引 擎537耦合的視頻前端534。媒體引擎537包括用于視頻和圖像后期處理的視頻質(zhì)量引擎 (VQE) 530,以及用于提供硬件加速的媒體數(shù)據(jù)編碼和解碼的多格式編碼/解碼（MFX) 533引 擎。幾何管線536和媒體引擎537每個(gè)都為由至少一個(gè)圖形核心580A提供的線程執(zhí)行資 源生成執(zhí)行線程。
[0070] 圖形處理器包括以模塊化的核心580A-N為特征的可擴(kuò)展的線程執(zhí)行資源，其中 核心580A-N(有時(shí)被稱為核心片）中的每一個(gè)具有多個(gè)子核心550A-N、560A-N(有時(shí)被稱 為核心子片）。圖形處理器可以具有從580A到580N的任何數(shù)量的圖形核心。在一個(gè)實(shí)施 例中，圖形處理器包括至少具有第一子核心550A和第二核心子核心560A的圖形核心580A。 在另一個(gè)實(shí)施例中，圖形處理器是具有單個(gè)子核心（例如，550A)的低功率處理器。在一個(gè) 實(shí)施例中，圖形處理器包括多個(gè)圖形核心580A-N，其中每個(gè)圖形核心都包括一組第一子核 心550A-N和一組第二子核心560A-N。該組第一子核心550A-N中的每個(gè)子核心至少包括第 一組執(zhí)行單元552A-N和媒體/紋理采樣器554A-N。在該組第二子核心560A-N中的每個(gè)子 核心都至少包括第二組執(zhí)行單元562A-N和采樣器564A-N。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)子核心 550A-N、560A-N共享一組共享資源570A-N。在一個(gè)實(shí)施例中，共享資源包括共享的高速緩 存存儲(chǔ)器和像素操作邏輯。其他共享的資源也可以包括在圖形處理器的各自實(shí)施例中。
[0071] 圖6示出了包括在圖形處理引擎的一個(gè)實(shí)施例中采用的處理元件的陣列的線程 執(zhí)行邏輯600。在一個(gè)實(shí)施例中，線程執(zhí)行邏輯600包括像素著色器602、線程分派器604、指 令高速緩存606、包括多個(gè)執(zhí)行單元608A-N的可擴(kuò)展執(zhí)行單元陣列、采樣器610、數(shù)據(jù)高速 緩存612、以及數(shù)據(jù)端口 614。在一個(gè)實(shí)施例中，所包括的組件經(jīng)由鏈接到每個(gè)組件的互連 結(jié)構(gòu)而互連。線程執(zhí)行邏輯600包括通過指令高速緩存606、數(shù)據(jù)端口 614、采樣器610、和 執(zhí)行單元陣列608A-N中的一個(gè)或多個(gè)到存儲(chǔ)器（例如，系統(tǒng)存儲(chǔ)器或高速緩存存儲(chǔ)器）的 一個(gè)或多個(gè)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)執(zhí)行單元（例如，608A)都是能夠執(zhí)行多個(gè)同時(shí)的 線程，并且能并行處理每個(gè)線程的多個(gè)數(shù)據(jù)元的單個(gè)的向量處理器。執(zhí)行單元陣列608A-N 包括任何數(shù)量的單個(gè)的執(zhí)行單元。
[0072] 在一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行單元陣列608A-N主要用于執(zhí)行"著色"程序。在一個(gè)實(shí)施 例中，陣列608A-N中的執(zhí)行單元執(zhí)行包括對(duì)許多標(biāo)準(zhǔn)3D圖形著色指令的本機(jī)支持的指令 集，使得以最小的轉(zhuǎn)換而執(zhí)行來自圖形庫(kù)（例如，Direct 3D和OpenGL)中的著色程序。執(zhí) 行單元支持頂點(diǎn)和幾何處理（例如，頂點(diǎn)程序、幾何程序、頂點(diǎn)著色器）、像素處理（例如，像 素著色器、片段著色器）和通用處理（例如，計(jì)算和媒體著色器）。
[0073] 執(zhí)行單元陣列608A-N中的每個(gè)執(zhí)行單元都對(duì)數(shù)據(jù)元素的陣列進(jìn)行操作。數(shù)據(jù)元 的數(shù)量是"執(zhí)行大小"或是指令的通道數(shù)。執(zhí)行通道是對(duì)數(shù)據(jù)元訪問、掩碼、以及指令內(nèi)的 流控制的執(zhí)行的邏輯單元。通道的數(shù)量可以獨(dú)立于特定的圖形處理器的物理ALU或FPU的 數(shù)量。執(zhí)行單元608A-N支持整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型。
[0074] 執(zhí)行單元指令集包括單指令多數(shù)據(jù)（SMD)指令。可以將多種數(shù)據(jù)元作為打包的 數(shù)據(jù)類型存儲(chǔ)在寄存器中，并且執(zhí)行單元將基于元素的數(shù)據(jù)大小來處理各個(gè)元素。例如，當(dāng) 對(duì)256位寬向量進(jìn)行操作時(shí)，向量的256位被存儲(chǔ)在寄存器中，并且執(zhí)行單元對(duì)作為4個(gè)分 立的64位打包數(shù)據(jù)元素（四字（QW)大小數(shù)據(jù)元素）、8個(gè)分立的32位打包數(shù)據(jù)元素（二 字（DW)大小數(shù)據(jù)元素）、16個(gè)分立的16位打包數(shù)據(jù)元素（字（W)大小數(shù)據(jù)元素）、或32個(gè) 分立的8位數(shù)據(jù)元素（字節(jié)（B)大小數(shù)據(jù)元素）的向量進(jìn)行操作。然而，不同的向量寬度 和寄存器大小是可能的。
[0075] -個(gè)或多個(gè)內(nèi)部指令高速緩存（例如，606)被包括在線程執(zhí)行邏輯600中以緩存 執(zhí)行單元的線程指令。在一個(gè)實(shí)施例中，在線程執(zhí)行的過程中，一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)高速緩存 (例如，612)被包括在高速緩存線程數(shù)據(jù)中。包括了采樣器610以提供對(duì)3D操作的紋理采 樣以及對(duì)媒體操作的媒體采樣。在一個(gè)實(shí)施例中，采樣器610包括用于在將所采樣的數(shù)據(jù) 提供給執(zhí)行單元之前，在進(jìn)行采樣的過程中處理紋理或媒體數(shù)據(jù)的專門的紋理或媒體采樣 功能。
[0076] 在執(zhí)行過程中，圖形和媒體管線將線程初始化請(qǐng)求經(jīng)由線程生成和分派邏輯發(fā) 送至線程執(zhí)行邏輯600。線程執(zhí)行邏輯600包括本地線程分派器604,該本地線程分派 器604仲裁來自圖形和媒體管線的線程初始化請(qǐng)求，并且在一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行單元608A-N 上將請(qǐng)求的線程實(shí)例化。例如，幾何管線（例如，圖5的536)將頂點(diǎn)處理、曲面細(xì)分 (tessel lation)、或幾何處理器線程分派至線程執(zhí)行邏輯600。線程分派器604也可以處理 來自正在執(zhí)行的著色器程序的運(yùn)行時(shí)線程生成要求。
[0077] -旦一分組的幾何物體被處理或光柵化為像素?cái)?shù)據(jù)，就調(diào)用像素著色器602以進(jìn) 一步計(jì)算輸出信息并使得結(jié)果被寫入輸出表面（例如，色彩緩沖器、深度緩沖器、模板緩沖 器（stencil buffer)等）。在一個(gè)實(shí)施例中，像素著色器602計(jì)算跨光柵化物體被插值的 各個(gè)頂點(diǎn)屬性的值。然后，像素著色器602執(zhí)行API提供的像素著色器程序。為了執(zhí)行像 素著色器程序，像素著色器602將線程經(jīng)由線程分派器604分派至執(zhí)行單元（例如，608A)。 像素著色器602使用采樣器610中的紋理采樣邏輯以訪問存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的紋理映射的紋 理數(shù)據(jù)。關(guān)于紋理數(shù)據(jù)和輸入幾何數(shù)據(jù)的算術(shù)操作計(jì)算每個(gè)幾何片段的像素顏色數(shù)據(jù)，或 從進(jìn)一步的處理中丟棄一個(gè)或多個(gè)像素。
[0078] 在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)端口 614提供存儲(chǔ)器訪問機(jī)制以供線程執(zhí)行邏輯600將處 理的數(shù)據(jù)輸出至存儲(chǔ)器，以用于在圖形處理器輸出管線上進(jìn)行處理。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù) 端口 614包括或耦合至一個(gè)或多個(gè)高速緩存存儲(chǔ)器（例如，數(shù)據(jù)高速緩存612)，以經(jīng)由數(shù)據(jù) 端口來對(duì)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存。
[0079] 圖7是示出了根據(jù)實(shí)施例的圖形處理器執(zhí)行單元指令格式的方框圖。在一個(gè)實(shí)施 例中，圖形處理器執(zhí)行單元支持具有多個(gè)格式的指令的指令集。實(shí)線方框示出了通常包括 在執(zhí)行單元指令中的組成部分，而虛線方框包括可選的或只包括在指令的子集中的組成部 分。與一經(jīng)處理便從指令解碼而得到的微操作相反，由于是提供給執(zhí)行單元的指令，所以描 述并示出的指令格式是宏指令。
[0080] 在一個(gè)實(shí)施例中，圖形處理器執(zhí)行單元本機(jī)地支持128位格式710中的指令?；?選擇的指令、指令選項(xiàng)、和操作數(shù)的數(shù)量，64位壓縮指令格式730對(duì)于一些指令是可用的， 盡管一些選項(xiàng)和操作被限制在64位格式730中，但本機(jī)的128位格式710提供對(duì)所有指令 選項(xiàng)的訪問。在64位格式730中可用的本機(jī)指令按照實(shí)施例而變化。在一個(gè)實(shí)施例中，使 用索引字段713中的一組索引值而將指令部分地壓縮。執(zhí)行單元硬件參考基于索引值的一 組壓縮表并使用該壓縮表進(jìn)行輸出以重構(gòu)128位格式710的本機(jī)指令。
[0081] 對(duì)于每個(gè)格式，指令操作碼712定義執(zhí)行單元將執(zhí)行的操作。執(zhí)行單元跨每個(gè)操 作數(shù)的多個(gè)數(shù)據(jù)元素并行地執(zhí)行每個(gè)指令。例如，響應(yīng)于加法指令，執(zhí)行單元跨表示紋理元 素或圖片元素的每個(gè)顏色通道而執(zhí)行同時(shí)的加法操作。默認(rèn)情況下，執(zhí)行單元跨操作數(shù)的 所有數(shù)據(jù)通道而執(zhí)行每個(gè)指令。指令控制字段712使能對(duì)特定的執(zhí)行選項(xiàng)的控制，例如通 道選擇（例如，推測(cè)）和數(shù)據(jù)通道次序（例如，攪拌（swizzle))。對(duì)于128位指令710,執(zhí) 行大小字段716限制將會(huì)被并行執(zhí)行的數(shù)據(jù)通道的數(shù)量。執(zhí)行大小字段716不可用于64 位壓縮指令格式730中。
[0082] 一些執(zhí)行