[发明专利]一种面向统一染色架构GPU的三级任务调度电路

摘要

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。

主权项

1.一种面向统一染色架构GPU的三级任务调度电路，其特征在于，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)；根据所述执行单元计数器组(8)接收第三级调度(3)执行的实时状态并记录各项信息，包含对每个执行单元、执行单元内每个warp的计数以及每个warp任务的轮询紧急度配置信息，向第一级调度(1)的多任务优先级计算模块(5)反馈接收到的第三级调度(3)执行的实时状态和记录的各项信息，通过状态监控信号向状态监控模块(6)反馈当前任务的轮询紧急度配置状态；当前warp执行完毕后执行管理模块(7)可对该计数器组进行复位操作，清除执行单元内每个warp的计数以及每个warp任务的轮询紧急度配置信息；第三级调度(3)由被调度的执行单元簇(9)及多warp切换调度模块(10)组成；根据所述执行单元簇(9)，实现warp的计算功能，支持多warp任务并行、流水操作，多warp任务间执行的切换机制采用URR(紧急轮询)算法，算法的紧急度由多warp切换调度模块(10)传输的轮询配置信息决定，同时向第二级调度(2)的执行单元计数器组(8)反馈当前每个执行单元、执行单元内每个warp的计数以及每个warp任务的轮询紧急度配置信息；根据所述多warp切换调度模块(10)，接收上级调度中执行管理模块(7)的配置信息，包括资源预先分配方案、负载均衡操作后重新分配的执行资源结果、轮询配置信息，管理执行单元簇(9)中每个执行单元内多warp的轮询调度，向执行单元簇(9)传输轮询配置信息。