[发明专利]使用SIMD指令的表查找

说明书

系统及方法涉及查找表的条目。处理器接收一或多个单指令多数据SIMD指令，包含指定索引的第一子集的第一SIMD指令。使用交叉开关通过索引的所述第一子集查找表条目的第一子集。所述第一SIMD指令的第一向量输出是基于所述交叉开关的输出是否属于表条目的所需子集。类似地，第二、第三及第四SIMD指令指定索引的对应第二、第三及第四子集，以使用所述交叉开关查找其余表条目。所述交叉开关的大小是基于索引的所述子集中的用于查找表条目的索引的数目。

技术领域

所公开的方面涉及使用单指令多数据(SIMD)指令的表查找操作。更具体地说，示例性方面涉及指定用于查找表条目的子集的索引子集的SIMD指令。

背景技术

单指令多数据(SIMD)指令可用于采用数据并行性的处理系统。举例来说，当需要对数据向量的两个或更多个数据元素执行同一或共同任务时，存在数据并行性。代替使用多个指令，可通过使用单个SIMD指令并行地对数据元素中的两个或更多个执行共同任务，所述单个SIMD指令定义将对多个数据元素执行的共同任务。

一些处理系统可支持SIMD表查找操作，其中SIMD指令可包括对应于需要查找的表的两个或两个以上条目的两个或两个以上索引。然而，在SIMD指令中指定索引的次序不必对应于表条目布置在存储器或存储位置中的次序。举例来说，如果第一索引值对应于第一表条目，那么第一索引值可出现在SIMD指令中的第二位置或第二SIMD通道中。

为了在SIMD表查找操作中将索引映射到表条目，常规处理系统可包含交叉开关。交叉开关可使用交换器或多路复用器实施。举例来说，为了使用N个索引查找N个表条目，可使用N个N输入多路复用器实施N×N交叉开关。每个N输入多路复用器可接受所有N个表条目作为输入，并且基于N个索引值中的特定一者来选择N个表条目中的一者作为输出。尽管交叉开关实施方案实现所需功能性，但是其引发用于实施N个N输入多路复用器的大量硬件成本。此外，由于要操作的数据向量的大小(例如，数据向量中的数据元素的数目)增加，交叉开关实施方案不易扩展。

另一常规方法涉及将包括多个表条目的表存储在存储器系统中。SIMD指令可指定存储器地址，而不是每个表条目的索引。在一些实施方案中，通过假设所有表条目的共同基地址，可指定偏移值，而不是完整存储器地址。在任一情况下，SIMD指令可实施为使用存储器地址或偏移从存储器位置收集表条目的一组加载指令。然而，为每个SIMD表查找指令实施一组并行加载操作是复杂且昂贵的操作，其无法扩展到较大的向量长度或表条目的数目。

因此，本领域需要SIMD表查找操作的有效且高度可扩展的实施方案。

发明内容

示例性方面涉及用于查找表的条目的系统及方法。处理器接收一或多个单指令多数据(SIMD)指令，包含指定索引的第一子集的第一SIMD指令。使用交叉开关通过索引的第一子集查找表条目的第一子集。第一SIMD指令的第一向量输出是基于交叉开关的输出是否属于表条目的所需子集。类似地，第二、第三及第四SIMD指令指定索引的对应第二、第三及第四子集，以使用交叉开关查找其余表条目。交叉开关的大小是基于索引的子集中的用于查找表条目的索引的数目。

举例来说，示例性方面涉及通过处理器查找存储于存储器中的表的条目的方法。所述方法包括接收指定索引的第一子集的第一单指令多数据(SIMD)指令；在由处理器实施的交叉开关中通过索引的第一子集查找表条目的第一子集；及基于交叉开关的输出生成第一SIMD指令的第一向量输出。

另一示例性方面包含设备，所述设备包括存储器，其包括表；及处理器，其经配置以执行第一单指令多数据(SIMD)指令。处理器包括交叉开关，其经配置以通过由第一SIMD指令指定的索引的第一子集查找表的表条目的第一子集；及逻辑，其用于基于交叉开关的输出生成第一SIMD指令的第一向量输出。