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单指令多线程计算系统及其方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201510852483.2

申请日:

2015.11.27

公开号:

太阳城集团CN106257411A

公开日:

2016.12.28

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G06F 9/38申请日:20151127|||公开
IPC分类号: G06F9/38 主分类号: G06F9/38
申请人: 联发科技股份有限公司
发明人: 张嘉洋
地址: 中国台湾新竹市新竹科学工业园区笃行一路一号
优先权: 2015.06.17 US 14/741,505
专利代理机构: 深圳市威世博知识产权代理事务所(普通合伙) 44280 代理人: 李庆波
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510852483.2

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

2017.01.25|||2016.12.28

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供一种单指令多线程计算系统。该单指令多线程计算系统包括多个处理器和用于调度线程至每个处理器的调度器。每个处理器包括一个标量单元和多个矢量单元,标量单元提供一个标量通道用于标量执行,矢量单元提供N个并行通道用于矢量执行。处理器在执行期间检测出一条N线程的指令已被编译器预测出其具有(N-M)个空闲线程,且该指令在M个有效线程上具有相同的源操作数,其中N>M≥1;以及完成检测之后,传送该指令至标量单元用于标量执行。本发明所提出的单指令多线程计算系统,可提高系统性能。

权利要求书

1.一种在单指令多线程计算系统上执行的多线程指令序列的处理方
法,其特征在于,包括:
在编译期间,对在所述单指令多线程计算系统中的处理器上执行的所
述指令序列进行分析,其中,所述处理器包括一个标量单元和多个矢量
单元,所述标量单元提供一个标量通道以用于标量执行,而所述多个矢
量单元提供N个并行通道以用于N个线程上的矢量执行;
预测所述被分析的指令序列中的一条指令具有(N-M)个空闲线程,
且所述指令在M个有效线程上具有相同的源操作数,其中N>M≥1;
以及
为所述指令生成代码,以被所述标量单元执行。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
在为所述指令生成的所述代码中设定一个指定位以指明为用于所述
标量执行。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
预测所述被分析的指令序列中的第二指令在所述N个线程上具有相
同的源操作数;
在为所述第二指令所生成的所述代码中设定一个指定位以指明为用
于所述标量执行。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
将所述指令替换为标量指令以指明为用于所述标量执行。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,对所述指令序列进行分
析的步骤进一步包括:
判断所述指令所在的基本块是否为多个分支的目标;以及
判断所述指令是否从超过一个分支处获取操作数。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括:
在执行期间,检测出所述指令已经被编译器预测出所述指令用于所述
标量执行;
调度所述指令至所述标量单元;以及
传输所述标量执行的结果至所述M个有效线程的目标。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,进一步包括:
调度另一指令至所述矢量单元以与所述指令同时执行。
8.一种在单指令多线程计算系统中执行N线程指令序列的方法,其
特征在于,所述方法包括:
在执行期间,检测出所述指令序列中的一条指令具有(N-K)个空闲
线程,且所述指令在所述单指令多线程计算系统中的处理器的K个有效
线程上具有相同的源操作数,其中,所述处理器包括一个标量单元和多
个矢量通道,所述标量单元提供一个标量通道以用于标量执行,而所述
多个矢量通道提供N个并行通道以用于所述N个线程上的矢量执行,且
1≤K≤阈值<N;
调度所述指令用于所述标量执行;以及
使用所述标量单元执行所述指令。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,检测所述指令的步骤进
一步包括:
检测出指定的状态寄存器中具有K个位被设定为指示值,以指明对
应的K个线程为有效线程。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,进一步包括:
发送所述标量执行的结果至所述K个有效线程的目标。
11.如权利要求8所述的方法,其特征在于,进一步包括:
检测出所述指令的一个指定位已经被设定为指示值,指明已在编译期
间预测出所述指令在所述K个有效线程上具有相同的源操作数;以及
响应对所述设定的指定位的检测,以利用所述标量单元执行所述指令。
12.如权利要求8所述的方法,其特征在于,进一步包括:
调度另一指令至所述矢量单元以与所述指令同时执行。
13.一种单指令多线程计算系统,包括:
多个处理器,其中,每个所述处理器包括一个标量单元和多个矢量单
元,所述标量单元提供一个标量通道以用于标量执行,而所述多个矢量
单元提供N个并行通道以用于矢量执行;和
调度器,用以调度多个线程至每个所述处理器,
其中,每个所述处理器用以:
在执行期间,检测出一条N线程的指令已被编译器预测为具有(N-M)
个空闲线程,且所述指令在M个有效线程上具有相同的源操作数,其中
N>M≥1;以及
使用所述标量单元执行所述指令。
14.如权利要求13所述的计算系统,其特征在于,每个所述处理器
进一步用于:
检测所述指令中的一个指定位已被设定为指示值,指明用于所述标量
执行。
15.如权利要求13所述的计算系统,其特征在于,每个所述处理器
进一步包括状态寄存器,所述状态寄存器具有N个位,分别对应于所述
N个线程,其中,所述N个位中有M个位被设定为指示值,以指明对应
的M个线程为有效线程。
16.如权利要求13所述的计算系统,其特征在于,每个所述处理器
进一步用于:
在所述执行期间,检测出尚未被预测用于所述标量执行的第二指令具
有一个有效线程和(N-1)个空闲线程;以及
使用所述标量单元执行所述第二指令。
17.如权利要求13所述的计算系统,其特征在于,每个所述处理器
进一步用于:
在所述执行期间,检测出尚未被预测用于所述标量执行的第二指令具
有(N-K)个空闲线程,且所述指令在K个有效线程上具有相同的源操
作数,其中1≤K≤阈值<N;以及
使用所述标量单元执行所述第二指令。
18.如权利要求17所述的计算系统,其特征在于,每个所述处理器
进一步用于:
传输所述标量执行的结果至所述K个有效线程的目标。
19.如权利要求13所述的计算系统,其中,每个所述处理器进一步
用于:
传输所述标量执行的结果至所述M个有效线程的目标。
20.如权利要求13所述的计算系统,其特征在于,每个所述处理器
进一步用于:
调度另一指令至所述矢量单元以与所述指令同时执行。

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