[发明专利]数据处理系统

说明书

本发明提供数据处理系统。其中，执行线程组可以锁步地执行一组指令，并且其中多个执行通道可以进行用于执行线程的处理操作。线程组的两个或更多个执行线程被发布到同一执行通道以供执行。该两个或更多个执行线程然后可以由该执行通道连续地处理，使得执行通道连续地进行相同的处理操作。这可以具有减少信号转换的效果，从而可以降低数据处理器的总能耗。

技术领域

本发明总体上涉及数据处理系统的操作，并且尤其涉及包括一个或更多个可编程处理级(“着色器”)的图形处理系统。

背景技术

图形处理通常以流水线方式进行，其中一个或更多个流水线级对数据进行操作以生成最终渲染输出，例如，所显示的帧。现在，许多图形处理流水线包括一个或更多个可编程处理级，通常称为“着色器”。例如，图形处理流水线可包括以下各项中的一项或多项，并且通常包括以下全部各项：几何体着色器、顶点着色器和片段(像素)着色器。这些着色器是可编程处理级，对输入数据值执行着色器程序以生成所期望的输出数据集，例如在片段着色器的情况下适当着色和渲染的片段数据，以由其余图形流水线处理和/或以输出。图形处理流水线的着色器可以共享可编程处理电路，或者可以各自由不同的可编程处理单元执行。

图形处理单元(GPU)着色器核心因此是通过针对要生成的图形输出(诸如渲染目标，例如帧)中的各个图形“工作”项目运行小的程序来进行执行图形处理的处理单元(在这方面，“项目”通常是顶点或采样位置(例如，在片段着色器的情况下))。这总体上可以实现高度的并行性，因为通常的渲染输出例如帧具有大量的顶点和片段，各个顶点和片段可以独立处理。

在图形着色器操作中，各个工作“项目”将借助于执行线程来处理，该执行线程将执行针对相关图形工作“项目”的相关着色器程序的指令。

着色器程序进行的实际数据处理操作将响应于着色器程序中的指令并在其控制下由图形处理器的各个功能单元(例如，数学单元)进行。因此，例如，适当的功能单元，例如数学单元，将响应于正在执行的着色器程序中的指令并根据其来进行数据处理操作。通常，将在图形处理器(GPU)中提供多个功能单元，当执行着色程序时，各个功能单元可以针对执行线程而被分别且适当地启动并使用。

在图形处理器中提供的用于进行着色器程序(和其他方式)所要求的操作的功能单元可以(并且通常是)在由图形处理器执行的图形处理流水线的不同着色器(着色器级)之间共享。因此，通常将存在用于着色器程序的执行而设置且可用的一组功能单元。根据期望，还可以为单独的着色器提供单独的功能单元(或某些功能单元是单独的，而某些功能单元是共享的)。

通过将执行线程(其中各个线程对应于一个顶点或一个采样位置)分组为线程的“组”或“捆”，可以提高着色器程序的执行效率，其中一组线程以锁步地一次一个指令地运行。这样，可以在组中的所有线程间共享指令取得和调度资源。用于此类线程组的其他术语包括“束(warp)”和“波前”。为了方便起见，本文将使用术语“线程组”，但是除非另有说明，否则这意在涵盖所有等同的术语和设置。

在可以将执行线程分组为线程组的系统中，用于响应着色器程序中的指令来进行处理操作的功能单元则常规地可以相应地操作以促进这种线程组设置。通常，各个功能单元设置有多个相应执行通道，使得功能单元可以针对线程组的多个线程并行地执行相同指令。

功能单元通常可以为线程组可以包含的各个执行线程设置一个执行通道。因此，例如，对于其中执行线程被分组为四线程的组(“束”)的系统，功能单元可以各自作为四个相应(和相同的)执行通道来操作。线程组(“束”)的各个执行线程则通常可以被发布到相应一个执行通道以供执行，使得各个执行通道被发布了线程组的仅一个执行线程。

发明内容

申请人认为，仍然存在改进线程组的处理的余地，特别是对于图形处理流水线的着色器。