[发明专利]一种多GPU拼接环境下图形命令的处理方法

说明书

本发明属于图形处理器设计领域，涉及一种多GPU拼接环境下图形命令的处理方法，在采用基于主机分发的方式实现多GPU通信时，将图像处理单元所处理的命令的处理划分为多GPU无关命令MNC的处理和多GPU有关命令MRC的处理；针对多GPU无关命令MNC的处理，主机驱动及图像处理单元沿用单GPU环境下的处理方式；针对多GPU有关命令MRC的处理，主机驱动将每一条多GPU有关命令MRC按照需实现的功能分解成两条多GPU无关命令SMNC；针对分解出的多GPU无关命令SMNC，按照单GPU环境在图像处理单元中进行相应处理。本发明可以较小的代价实现图像处理单元对多GPU拼接显示的支持，可用于自主图形处理器图像处理单元的研制。

技术领域

本发明属于图形处理器设计领域，涉及一种多GPU拼接环境下图形命令的处理方法。

背景技术

图形处理器（GPU）是进行图形绘制、图像及视频处理和显示的关键部件，普遍存在于各类需对窗口系统、图形界面、游戏场景、图像应用和视频播放等进行加速的系统之中。

多GPU并行是指多个GPU协同工作，共同加速图形的绘制。采用多GPU并行，可达到两种效果，提升帧率和扩展分辨率。也即，多GPU并行模式，包括两种：保持绘制分辨率不变，增加绘制帧率，提升显示效果；保持绘制帧率不变，扩展绘制分辨率，显示更大的画面。当前GPU厂商的多GPU并行，主要面向帧率的提升，如SFR（Split Frame Rendering）和AFR（Alternate Frame Rendering）技术。假定系统中GPU的数量为N：SFR是将绘制画面平均分成N个区域并将每个区域交给一个GPU绘制，最后由主GPU合成一个完整画面；AFR是将要绘制的帧以N为单位划分成组，每个GPU负责绘制该组中的一帧。当然，SFR也可用于扩展分辨率的场合。

多屏显示包括两种，多个屏幕显示相同的内容和多个屏幕显示不同的内容。多个屏幕显示相同的内容，通常由单个GPU绘制，然后发送到多个显示器进行显示；而多个屏幕显示不同的内容，每个屏幕上的内容则均需要GPU进行单独绘制。多屏拼接显示是指多个屏幕各自显示不同的内容，并拼接起来整体组成一个更大的画面，且鼠标、窗口跨越多个屏幕，可在各屏幕间移动，而应用软件看到的还是一个GPU，且无需进行任何到多GPU的改动。多屏拼接显示在会议、监控、指挥、调度等场景的大屏显示系统中有广泛的应用需求。

图像处理单元是GPU中负责像素、纹理和位图数据加载、读取，并在加载和读取过程中进行颜色变换、处理的重要部件，负责为GPU提供图像管线和图像处理子集功能的支持和实现。多GPU并行的情况下，图像处理单元处理的部分OpenGL命令涉及多个GPU之间的数据传递，情况较为复杂。

我国对GPU的研究尚处于起步阶段，研制基础薄弱，仅有少数图像处理单元的报道，且未涉及对多GPU拼接处理的支持；而国外厂商的多GPU并行，技术实现复杂，资料公开较少，且主要面向帧率的提升。基于国内的技术积累，完全照搬国外厂商实现多GPU拼接显示的支持尚有难度。因此，寻找符合目前研制基础，易于实现且能满足相应要求的图像处理单元对多GPU拼接显示的支持方案，突破支持多GPU并行处理的自主知识产权GPU芯片研制技术，对图形加速系统的独立研制和自主发展意义重大。

发明内容

本发明的目的是：提供一种多GPU拼接环境下图形命令的处理方法，实现图像处理单元从仅支持单GPU到支持多GPU拼接显示的扩展，为突破支持多GPU拼接的图形处理器设计提供技术支持。

本发明的技术解决方案是：

本发明提出一种多GPU拼接环境下图形命令的处理方法，在采用基于主机分发的方式实现多GPU通信时，将图像处理单元所处理的命令的处理划分为多GPU无关命令MNC的处理和多GPU有关命令MRC的处理；

针对多GPU无关命令MNC的处理，主机驱动及图像处理单元沿用单GPU环境下的处理方式；