[发明专利]一种面向统一染色架构GPU的三级任务调度电路

说明书

本发明属于计算机图形领域，涉及一种基于统一染色架构GPU的三级任务调度电路，包括：第一级调度(1)、第二级调度(2)、第三级调度(3)。本发明实现多类型染色任务从CPU端下发到GPU执行过程中的分级调度，有效提升统一染色架构调度策略的高效性、灵活性、通用性和实时性。

技术领域

本发明属于计算机图形领域，涉及一种基于统一染色架构GPU的三级任务调度电路。

背景技术

统一染色架构GPU在GPU发展历程中具有重要的意义，连接了GPU从图形化领域向通用计算等非图形化领域应用扩展的桥梁。统一染色架构的特性在于其各个统一染色器均能够分时复用，实现顶点、像素的染色功能以及通用计算功能，大大提升计算资源的利用率和通用性。

对于染色任务(顶点、像素、通用计算等)从CPU端任务下发到各个统一染色器的分配和调度作为统一染色架构的核心关键技术，决定统一染色架构的计算效率和吞吐率。目前对于统一染色架构的调度策略，尤其是硬件调度策略的研究资料很少。

发明内容

本发明的目的：提供一种面向统一染色架构GPU的三级任务调度电路，实现多类型染色任务从CPU端下发到GPU执行过程中的分级调度，有效提升统一染色架构调度策略的高效性、灵活性、通用性和实时性。

本发明的技术解决方案：

一种面向统一染色架构GPU的三级任务调度电路，包括：

第一级调度(1)、第二级调度(2)、第三级调度(3)；

第一级调度(1)由主机配置模块(4)和多任务优先级计算(5)模块组成；

根据所述主机配置模块(4)接收CPU经图形应用接口(API)下发的主机配置信息，包括：执行资源预先分配方案、负载均衡方案和第三级调度(3)的轮询配置信息，并将所述主机配置信息发送至第二级调度(2)和多任务优先级计算模块(5)；记录多任务优先级计算模块(5)反馈的优先级信息；

多任务优先级计算模块(5)接收图形任务信息处理模块下发的多类型warp任务，依据主机配置模块(4)的主机配置信息和第三级调度(3)中反馈的实时状态和记录的各项信息，计算每个warp任务的执行周期以及各类型warp执行周期的加权均值统计结果，对多类型warp分别依据LLQ(低延迟队列)算法分类计算优先级，按照优先级划分、排序构成多个不同类型的待调度warp队列，其中多类型warp可支持向通用计算等类型的扩展，将所述待调度warp队列作为调度结果发送给第二级调度(2)中的执行管理模块(7)；同时，向主机配置模块(4)反馈优先级信息；

第二级调度(2)由状态监控模块(6)、执行管理模块(7)和执行单元(即流多处理器)计数器组(8)组成；

根据所述状态监控模块(6)接收第一级调度(1)中主机配置模块(4)的主机配置信息，设置状态监控信号，依据初始的执行管理模块(7)和执行单元计数器组(8)的状态，或者执行管理模块(7)和执行单元计数器组(8)通过状态监控信号反馈的状态，选择资源预先分配方案、负载均衡方案和第三级调度(3)的轮询配置信息向执行管理模块(7)传输；

根据所述执行管理模块(7)接收第一级调度(1)中多任务优先级计算模块(5)的调度结果，即多个不同类型的待调度warp队列，每次调度操作获取每个类型任务warp各一个，各类型任务在该模块中并行调度执行资源，执行资源的分配依据状态监控模块(6)传输的资源预先分配方案，并向第三级调度(3)传输此时的资源预先分配方案，通过状态监控信号向状态监控模块(6)反馈执行管理模块(7)的状态；当负载出现不均衡状态时，通过状态监控信号向状态监控模块(6)反馈执行管理模块(7)的状态，负载均衡操作依据状态监控模块(6)传输的负载均衡方案执行，重新分配各类型的执行资源，并向第三级调度(3)传输此时重新分配的执行资源结果；将状态监控模块(6)传输的第三级调度(3)轮询配置信息发送给第三级调度(3)；