[发明专利]针对宽数据元素使用寄存器对的具有偶数元素和奇数元素运算的混合宽度SIMD运算

说明书

系统和方法涉及一种混合宽度单指令多数据SIMD指令，所述混合宽度单指令多数据指令至少具有包括第一位宽数据元素的源向量操作数以及包括第二位宽数据元素的目的地向量操作数，其中所述第二位宽是所述第一位宽的一半或两倍。对应地，所述源向量或目的地向量操作数中的一个表达为寄存器对：第一寄存器和第二寄存器。另一向量操作数表达为单个寄存器。所述第一寄存器的数据元素对应于表达为单个寄存器的另一向量操作数的偶数编号的数据元素，且所述第二寄存器的数据元素对应于表达为单个寄存器的另一向量操作数的数据元素。

技术领域

本揭示的各方面涉及包括两个或多于两个向量的运算，其中至少一个向量的数据元素与至少另一向量的数据元素具有不同位宽。此类运算被称为混合宽度运算。更具体地说，一些方面涉及包括至少第一向量操作数和第二向量操作数的混合宽度单指令多数据(SIMD)运算，其中第一或第二向量操作数中的至少一个具有可存储在偶数或奇数个寄存器对中的数据元素。

背景技术

单指令多数据(SIMD)指令可用于处理系统以采用数据并行性。当需要在例如数据向量的两个或多于两个数据元素上进行相同或共同任务时存在数据并行性。可通过使用单条SIMD指令而不是使用多条指令对两个或多于两个数据元素并行地进行共同任务，所述单条SIMD指令限定有待对对应多个SIMD通道中的多个数据元素进行的相同指令。

SIMD指令可包含一或多个向量操作数，例如源向量操作数和目的地向量操作数。每个向量操作数将包含两个或多于两个数据元素。对于SIMD指令，属于相同向量操作数的所有数据元素可大体上具有相同位宽。然而，一些SIMD指令可指定混合宽度操作数，其中第一向量操作数的数据元素可具有第一位宽且第二向量操作数的数据元素可具有第二位宽，其中第一和第二位宽彼此不同。具有混合宽度操作数的SIMD指令的执行可包括若干挑战。

图1A到C示出包括在用于执行具有混合宽度操作数的SIMD指令的常规实施方案中的挑战的实例。参考图1A，示出用于执行SIMD指令100的第一常规实施方案。假定SIMD指令100可由支持64位指令集体系结构(ISA)的常规处理器(未示出)执行。这意味着例如SIMD指令100等指令可指定具有高达64位位宽的操作数。可就64位寄存器或32位寄存器对来指定64位操作数。

SIMD指令100的目标是对源操作数102的每个数据元素执行相同指令。源操作数102是包括标记为0到7的八个8位数据元素的64位向量。源操作数102可存储在单个64位寄存器或32位寄存器对中。有待对八个数据元素0到7中的每一个执行的相同指令或共同运算可例如是乘法、平方函数、左移位函数、增量函数、加法(例如，根据指令中的一常数值或立即数字段或根据由另一向量操作数提供的值)等，所述相同指令或共同运算的结果针对八个所得数据元素中的每一个可消耗多于8位且高达16位存储容量。这意味着SIMD指令100的结果可消耗源操作数102可消耗的存储空间两倍的存储空间，即，两个64位寄存器或两个32位寄存器对。