[发明专利]具有分布式第一阶缓存系统及集中式第二阶缓存的着色组合

说明书

技术领域

本发明大体针对由计算系统执行的计算操作，且更特别的是，针对由计算系统执行的图形处理任务。

背景技术

图形处理单元(GPU)为经特别设计成可完成图形处理任务的复杂集成电路。例如，GPU可执行最终用户应用系统(例如，视讯游戏应用系统)所要求的图形处理任务。就此例而言，在最终用户应用系统、GPU之间有数层软件。

最终用户应用系统系与应用程序接口(API)通讯。API允许最终用户应用系统以标准化的格式输出图形数据及命令，而不是依照GPU的格式。市上有数种API，包含由微软开发的以及由硅谷图形公司开发的API系与驱动器通讯。驱动器把由API收到的标准程序代码转译成为GPU可理解的原生指令格式。通常由GPU的制造商编写驱动器。GPU则执行来自驱动器的指令。

GPU产生在习称“渲染”处理中由较高阶的组件描述来构成影像的像素。GPU通常使用连续渲染的概念以利用管线(pipeline)来处理像素、纹理及几何数据。该等管线常被称为固定功能特殊用途管线的集合，例如点阵转化器(rasterizer)、设置引擎(setup engine)、色彩混合器(color blender)、阶层深度(hierarchical depth)、纹理映像(texture mapping)、以及在着色管(shader pipe)或在着色管线中可完成的可编程阶段，术语“着色”在计算机图形学中是指以完成渲染效果为主之图形资源所使用的一组软件指令。此外，在平行处理设计中，GPU也可使用多条可编程管线以得到较高的吞吐量。多条着色管线也被称作着色管数组。

此外，GPU也支持习称纹理映像的概念。纹理映像处理是用邻近纹理像素(或文素(texel))的色彩来决定用于纹理映射式像素(texture mapped pixel)的纹理色彩。该处理也被称作纹理平滑化或纹理插补。不过，高影像质量纹理映像需要高度复杂的计算。

此外，备有整合着色的GPU同时也支持许多类型的着色处理(shader processing)(源于像素、顶点、原始数据(primitive)、曲面及通用计算)，这会提高对于有较高效能之通用内存存取能力的需求。

纹理滤波器依靠高速存取用于像素数据的本地高速缓存。不过，纹理滤波器使用专属本地高速缓存通常会妨碍使用更通用的共享内存。尽管通用共享内存更有弹性，然而它通常有较慢的反应时间因而有较差的效能。

在新软件应用系统不断增加复杂度的情形下，对于GPU可提供有效率高质量之渲染、纹理滤波及错误纠正的需求也会持续增加。

因此，亟须可减轻上述缺点的系统及/或方法。特别是，亟须一种与集中式可共享第二阶缓存系统结合用于每个纹理滤波器的分布式第一阶缓存系统。

发明内容

本章节的目的是概述本发明的几个方面以及介绍一些较佳的具体实施例。简化及省略是为了避免混淆本章节的目的。不希望该等简化及省略限定本发明的范畴。与具体表达及广泛描述于本文的本发明原理一致，本发明包含方法与装置，藉此着色管纹理滤波器(shader pipe texture filter)可用第一阶缓存系统作为主要的储存方法，然而在有必要时能够叫第一阶缓存系统读写第二阶缓存系统。当每个第一阶缓存系统与一特定着色管纹理滤波器关联时，第二阶高速缓存没有这种关联因而所有的第一阶缓存系统都可使用它。此外，第一阶缓存系统可配置一划定内存区域给其它的资源共享。

在本发明的一具体实施例中，第一阶缓存系统系经组态成有双重存取(dual access)使得两个着色管纹理滤波器可存取单一第一阶缓存系统。

在另一具体实施例中，一个以上的第二阶缓存系统被组态成可让每个第一阶缓存系统存取。

在另一具体实施例中，第一阶缓存系统与第二阶缓存系统的通讯使用一个以上的内存信道，藉此得到较大的数据吞吐量(data throughput)。

在另一具体实施例中，一个或多个第一阶缓存系统可配置多个划定内存区域给其它的资源共享，包含其它的第一阶缓存系统。在某些情况下，此方法允许文素数据有较快的提取时间(fetch time)，在此所需数据已经从第二阶缓存系统移到第一阶缓存系统。

以下参考附图的说明系详述本发明的其它特征及优点，以及本发明各种具体实施例的结构与操作。应注意，本发明不受限于描述于本文的特定具体实施例。本文提出该等具体实施例系仅供图解说明。基于本文的教导，熟谙此艺者显然可明白其它的具体实施例。

附图说明