基于自動線程和超長指令的統(tǒng)一架構著色器的設計研究.pdf

1、對于3G移動終端的3D圖形繪制應用,研究可編程的高性能3D圖形處理器具有重要意義,而頂點著色器和像素著色器是實現(xiàn)3D圖形處理器可編程功能的核心,因此設計功能強、性能高、面積小和功耗低的著色器對于高性能3D圖形處理器的開發(fā)具有重要作用。本文統(tǒng)一架構設計、自動線程調度和超長指令設計三個方面探討了研發(fā)新一代著色器的技術與方法。
　　 在統(tǒng)一架構的著色器設計方面,開發(fā)了一套統(tǒng)一的指令集及執(zhí)行架構,使圖形處理器在面積上減小了一個著色器的規(guī)

2、模,約為12.1％；同時,為提升多媒體SoC處理器的性能,進一步將統(tǒng)一架構進行擴展,集成了處理視頻編解碼運算的指令和執(zhí)行單元以替代固定處理單元,進一步降低了SoC處理器的面積。
　　 在自動線程調度機制方面,提出了基于線程.指令兩級調度的自動線程調度模型,提高了指令執(zhí)行的自動化；同時,為進一步提高著色器的性能,又提出基于線程、指令和操作碼三級調度的自動線程調度模型,在較大程度上降低了對CP[了的依賴。由于相鄰指令之間的數(shù)據(jù)依賴性

3、會降低自動線程調度機制的性能,本文提出了一種有效的數(shù)據(jù)組織方式,即單點所有元素同步處理方式,以避免大量分支跳轉。
　　 在基于超長指令字的設計方面,提出長度可變的指令格式,不同的應用處理采用不同長度的指令可以減少對指令緩存和讀寫帶寬的浪費；同時,提出兩通路的單操作數(shù)多操作的串并行執(zhí)行架構,以實現(xiàn)對單筆數(shù)據(jù)連續(xù)執(zhí)行多個操作,指令執(zhí)行的效率。
　　 基于統(tǒng)一架構、自動線程調度和超長指令而設計的著色器,在SMIC5nm工藝下,