[发明专利]用于执行多个乘法操作的方法和装置

说明书

背景

发明领域

本发明一般涉及计算机处理器领域。更具体地说，本发明涉及用于执行多个乘法操作的方法和装置。

相关技术描述

指令集，或指令集架构(ISA)是涉及编程的计算机架构的一部分，并包括原生数据类型、指令、寄存器架构、寻址模式、存储器架构、中断和异常处理、以及外部输入和输出(I/O)。应该注意，术语“指令”在本文中一般是指宏指令——即，提供给处理器供执行的指令——而不是作为由处理器的解码器解码宏指令产生的结果的微指令或微操作。

ISA与微架构不同，微架构是用于实现指令集的处理器设计技术的集合。具有不同的微架构的处理器可共享共同的指令集。例如，奔腾四(Pentium 4)处理器、酷睿(Core^TM)处理器、以及来自加利福尼亚州桑尼威尔(Sunnyvale)的超微半导体有限公司(Advanced Micro Devices,Inc.)的诸多处理器执行几乎相同版本的x86指令集(在更新的版本中加入了一些扩展)，但具有不同的内部设计。例如，ISA的相同寄存器架构在不同的微架构中可使用已知的技术以不同方法来实现，包括专用物理寄存器、使用寄存器重命名机制(诸如，使用寄存器别名表(RAT)、重排序缓冲器(ROB)、以及引退寄存器组)的一个或多个动态分配物理寄存器。除非另作说明，短语寄存器架构、寄存器组以及寄存器在本文中用于指代对软件/编程者以及对指令指定寄存器的方式可见的寄存器。在需要区分的情况下，形容词“逻辑的”、“架构的”，或“软件可见的”将用于指示寄存器架构中的寄存器/寄存器组，而不同的形容词将用于指定给定微型架构中的寄存器(例如，物理寄存器、重新排序缓冲器、引退寄存器、寄存器池)。

指令集包括一个或多个指令格式。给定的指令格式定义多个字段(位的数目、位的位置)以指定将要被执行的操作以及将要被执行的操作的操作数等等。通过指令模板(或子格式)的定义来进一步分解一些指令格式。例如，给定指令格式的指令模板可被定义为具有指令格式的字段(所包括的字段通常按照相同顺序，但是至少一些字段具有不同的位位置，因为包括更少的字段)的不同子集，以及/或者被定义为具有通过不同方式来解释的给定字段。使用给定的指令格式(并且如果经定义，则以该指令格式的一个给定的指令模板)来表达给定的指令，并且该给定的指令指定操作和操作数。指令流是具体的指令序列，其中，序列中的每条指令是按照指令格式(并且如果经定义，按照该指令格式的指令模板中的一个给定的指令模板)的指令的发生。

科学应用、金融应用、自动向量化通用应用、RMS(识别、挖掘和合成)应用以及视觉和多媒体应用(诸如，2D/3D图形、图像处理、视频压缩/解压缩、语音识别算法和音频处理)经常需要对大量数据项执行相同的操作(被称为“数据并行性”)。单指令多数据(SIMD)指的是使得处理器在多个数据项上执行一操作的一种类型的指令。SIMD技术尤其适用于处理器中，这些处理器将寄存器中的诸个位(bit)逻辑地划分成多个固定尺寸的数据元素，每个数据元素表示单独的值。例如，64位寄存器中的诸个位可被指定为要作为四个单独的16位数据元素而被操作的源操作数，每个数据元素表示单独的16位值。该数据类型被称为紧缩数据类型或向量数据类型，并且该数据类型的操作数被称为紧缩数据操作数或向量操作数。换句话说，紧缩数据项或向量指的是紧缩数据元素的序列，并且紧缩数据操作数或向量操作数是SIMD指令(也称为“紧缩数据指令”或“向量指令”)的源操作数或目的地操作数。