[发明专利]在图形渲染期间降低功耗

说明书

技术领域

本发明通常涉及图形处理。

背景技术

在图形处理的过程中，可以渲染原语。计算机图形使用根据场景或者制图生成或者渲染能够在显示设备上描绘的光栅图像的算法。传统上，光栅化管线执行步骤以便根据几何数据产生数字图像，并且通常仅使用直接照明且有时也会具有阴影。这没有考虑光在场景的对象之间的高级相互作用(例如，间接照明)，并且在这一方面有别于诸如光线跟踪和全局照明的方案。

存在进行图形渲染的多个设备，对于它们而言功耗是重要的。尤其是对于基于电池供电的处理器的那类设备。功耗永远是重要的考虑。但是它也是与所有处理设备相关的环境考虑。通常，期望将任何设备的功耗降低到至少不会显著地影响该设备的性能的程度。

附图说明

关于下面的附图来描述一些实施例：

图1A-1D是根据本发明实施例的功率与时间的多个迹线的阐释；

图2是根据一个实施例的序列的流程图；

图3是对于一个实施例的系统阐释；并且

图4是一个实施例的正视图。

具体实施方式

根据一些实施例，可以采用使用限制帧时间(capped frame time)的知识来降低功耗。通常，限制帧时间是预分配的时间量以便在图形处理中对帧进行渲染。通常，该帧时间涉及其中该设备将以高使用率运行并且消耗功率的渲染处理以及其中仅消耗空闲功率等待下一个帧时隙的某一停机时间。在一些实施例中，通过更好地使用该停机时间，能够实现功耗降低。

参照图1A，在功率与时间的假设图中，在四个所阐释的限制帧时间的每一个的过程中，在空闲功率之上的每一个正峰值处发生实际渲染。不以任何方式限制帧的数量。该帧时间倾向于比实际用于渲染的时间更长。在游戏和其它应用中，可以将帧速率限制到常量。这意味着该中央处理单元和该图形处理单元在渲染图像之后进行等待，直到到了渲染新图像的时间。然而，对于双倍和三倍缓冲，可以并行渲染几个图像。

通常，在该限制帧时间的开始时存在功率增长，并且然后功耗会变得较低。在这一较低功耗的时段期间，中央处理单元和图形处理单元在等待要被渲染的下一个帧。但是这些等待中的处理器并不是零功耗，而是消耗保持该处理器准备进行接下来的操作所需的空闲功率。

在这一示例中，阐释了具有不同峰值功率和不同实际渲染时间的四个帧，但是该四个帧中的每一个在这一示例中包括相同的限制帧时间，50毫秒。典型地，限制时间等于经常是60赫兹的垂直同步(VSYNC)或者是该垂直同步(VSYNC)的倍数。

根据一些实施例，一种新的应用程序接口(API)调用可以用于降低功耗。例如，它可以是例如以OpenGL、OpenGL ES和DirectX API为例的常规渲染协议的补充。

如果该中央和/或图形处理单元意识到这一限制时间帧持续时间，则可以经由API调用来利用每一个帧内的该空闲时间。然后，由于该处理单元知道何时完成了帧的渲染，因此它也知道直到下一个帧开始的该持续时间。如果这一时间段足够长，则在一个实施例中，可以将该中央处理单元和图形处理单元置于由图1B中的交叉影线示出的较深睡眠模式中。在该较深睡眠模式中，功耗甚至比空闲功率模式中的功耗更低。例如，在高级配置和电源接口(ACPI)规范中，作为一个示例，能够将处理器从C0功耗状态降低到C3功耗状态。该交叉影线区域示出了由该较深功耗状态导致的功耗降低。

因而，在图1B的情况中，该第一、第二和第四帧中的每一个可以得益于这一技术，而第三帧具有太短的空闲状态以至于不能够有效地利用通过转换到较深空闲功率状态实现的降低。这是因为该功率时间的空闲太短了，它只会浪费功率来降低该功耗状态，并且然后快速地回到较高功耗状态。

图1C中所示的又一实施例通过使渲染工作实际上花费更长时间来利用该限制帧时间的知识。因为在一个帧和下一个帧中的实际渲染之间存在未使用的时间，因此在实际渲染期间能够消耗较少的功率并且仍然有大量的时间来完成下一个周期的工作。可以通过使用较低的时钟频率，和/或在保持足够数量的核心充分活动的同时将多个着色器核心关闭到较深睡眠模式，来更加缓慢地完成该工作。再次，使用预期的帧渲染时间的先前知识来实现这一功率节约。

作为在图1D中说明的另一示例，API提供的限制帧时间可以用于初始增加功率使用率，如在渲染帧的开始对于前两个帧所示的，以便更加快速地完成工作。这可以通过在较高功耗模式运行着色器核心和/或增加时钟频率来实现。依赖于所使用的电池技术，这可以是最大功率效率方法。这将在下一段落中进行详细说明。