[发明专利]一种将多个标量核链接为单核向量处理阵列的控制方法

说明书

本发明公开了一种将多个标量核链接为单核向量处理阵列的控制方法，依据计算任务进行链接，所述链接是将多个标量处理器变为单个向量处理器的向量阵列的操作，链接后含有若干向量处理器的多核处理器成为新向量处理器；其中向量阵列是分组构建的，若干个标量处理器组成一个向量组，M个向量组的集合是新向量处理器M个向量处理器的向量运算部件的阵列。本发明具有能够并行地为不同向量元素提供差异化处理、能够提高向量处理单元利用率等优点。

技术领域

本发明主要涉及到微处理器领域，特指一种将多个标量处理器核链接为单处理器核内的向量处理阵列的控制方法。

背景技术

现实计算任务如信号处理、图像处理、高性能计算、人工智能等应用算法中包含大量向量操作，如滤波、矩阵乘、矩阵协方差等，这时通常会采用向量处理器来对这些向量操作提供高效支持。

单核的向量处理器（以下简称向量处理器）内部往往只有一套指令获取以及一套数据存取部件，且一条向量指令能够同时完成多个向量元素的处理，从而大大节省了处理器的控制开销，也大大提高了访存带宽利用率。向量操作中涉及的向量元素越多，效率就越高，因此向量处理器内部集成的处理单元数目（或称向量宽度）越来越大。

然而，一个计算系统中通常仅有部分程序适合向量处理，而另外一些只适合标量处理。此外，随着向量处理器所支持的向量宽度（假设为N）不断增大，向量处理单元的利用率问题也越来越突出。

一方面，当算法要求的向量宽度不是N的整数倍时，向量处理器只能通过屏蔽部分向量处理单元（运算或存储）去匹配算法所要求的向量宽度。这种方法将导致向量处理单元利用率降低，特别是当算法中存在大量宽度量小于N的向量操作时。这种情况在算法要求为每个向量元素做差异化处理时尤为突出，此时向量处理器退化为标量处理器，通过串行执行为每个向量元素提供的不同处理。

另一方面，不同算法、不同算法参数对于向量宽度的要求多种多样，这导致传统向量处理器无法在向量处理单元利用率和向量处理能力上做任何折中，因为高向量处理单元利用率本质上要求向量宽度尽量短，而高向量处理能力本质上要求向量宽度尽量宽。显然，传统向量处理器无法解决两者之间的矛盾。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种能够并行地为不同向量元素提供差异化处理、能够提高向量处理单元利用率的将多个标量核链接为单核向量处理阵列的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种将多个标量核链接为单核向量处理阵列的控制方法，依据计算任务进行链接，所述链接是将多个标量处理器变为单个向量处理器的向量阵列的操作，链接后含有若干向量处理器的多核处理器成为新向量处理器；其中向量阵列是分组构建的，若干个标量处理器组成一个向量组，M个向量组的集合是新向量处理器M个向量处理器的向量运算部件的阵列。

作为本发明方法的进一步改进：每个向量组具有唯一编号，每个标量处理器具有唯一序号，且在一次链接下仅参与一个向量组。

作为本发明方法的进一步改进：当在计算任务中每个标量处理器发生多次链接时，每次链接以执行向量分支或者向量存取指令为标志。

作为本发明方法的进一步改进：设置向量分组信息表，所述向量分组信息表用行号对应关联的标量处理器编号，每行用向量组号和序号来唯一表征所关联的标量处理器。

作为本发明方法的进一步改进：所述向量分组信息表集中存放在处理器的某一模块中，每次链接前，处理器通过该模块设置每个小核的向量组编号和向量组内序号。

作为本发明方法的进一步改进：所述向量分组信息表分布存放在各个标量处理器当中；或者，所述向量分组信息表在处理器中其他地方存放。