[发明专利]处理单元、片上系统、计算装置及方法在审

专利信息
申请号: 202010629013.0 申请日: 2020-07-02
公开(公告)号: CN113885943A 公开(公告)日: 2022-01-04
发明(设计)人: 刘畅;刘东启;江滔 申请(专利权)人: 阿里巴巴集团控股有限公司
主分类号: G06F9/38 分类号: G06F9/38;G06F9/30;G06F15/78;G06F15/80
代理公司: 北京成创同维知识产权代理有限公司 11449 代理人: 李镇江
地址: 英属开曼群岛大*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 处理 单元 系统 计算 装置 方法
【说明书】:

本公开提供了一种处理单元、片上系统、计算装置及方法。该处理单元包括:取指令单元,用于顺序取回矢量参数设置指令和矢量运算指令;矢量参数预测单元,用于根据所述矢量参数设置指令预测立即数型矢量参数;指令译码单元,用于对取回的矢量参数设置指令和矢量运算指令进行分别译码;矢量执行单元,用于在不等待译码后的矢量参数设置指令执行完毕的情况下,根据预测的立即数型矢量参数执行译码后的矢量运算指令。本公开实施例提高了矢量运算指令的执行性能。

技术领域

发明涉及芯片领域,更具体而言,涉及一种处理单元、片上系统、计算装置及方法。

背景技术

矢量运算是能够并行产生多个元素的执行结果的运算。即,对于同类运算,如针对每种货物计算利润的运算,可以根据寄存器能力等要求,一次取出多种货物的单价、销售数量和利润率并行计算。这些单价、销售数量和利润率即矢量的元素,矢量包含的元素数即单次能够并行运行的元素个数。相比于单元素运算,矢量运算大大提高了运算效率。

进行上述矢量运算时,需要指示运算所需的矢量参数,包括矢量中的元素大小和单次运算的元素个数等。一种现有技术是将它们编码在算术运算指令内,例如arm neon、intel sse等SIMD指令集。这样做的缺点是占用指令的编码空间,且不利于软件代码段的复用。另一种现有技术是通过未编码在矢量运算指令内的其它方式来指定,例如risc-vvector、ARM SVE等vector指令集。例如,可以在真正用于矢量运算的矢量运算指令之外,设置矢量参数设置指令,用于指定矢量运算所需的矢量参数。之后的矢量运算指令就根据该矢量参数设置指令指定的矢量参数来执行。它在矢量运算指令之外的一条单独的矢量参数设置指令中指定,不会占用矢量运算指令的编码空间。而且,由于它通过单独的一条矢量参数设置指令设置之后的很多条矢量运算指令需要的矢量参数,有利于软件代码段的复用。

但是,由于矢量运算指令需要等待矢量参数设置指令配置矢量参数,才可以执行,即矢量运算指令和矢量参数设置指令之间存在矢量参数的相关性(dependency),这将大大降低矢量运算指令的执行性能。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例旨在提高矢量运算指令的执行性能。

为了达到这个目的,根据本公开的一方面,提供了一种处理单元,包括:

取指令单元,用于顺序取回矢量参数设置指令和矢量运算指令;

矢量参数预测单元,用于根据所述矢量参数设置指令预测立即数型矢量参数;

指令译码单元,用于对取回的矢量参数设置指令和矢量运算指令进行分别译码;

矢量执行单元,用于在不等待译码后的矢量参数设置指令执行完毕的情况下,根据预测的立即数型矢量参数执行译码后的矢量运算指令。

可选地,所述矢量执行单元包括矢量参数设置子单元和矢量运算子单元,所述矢量参数设置子单元用于执行译码后的矢量参数设置指令,所述矢量运算子单元用于根据预测的立即数型矢量参数执行译码后的矢量运算指令。

可选地,所述矢量运算子单元进一步用于:用所述矢量运算子单元接收到的译码后矢量运算指令的前一译码后矢量运算指令中的非立即数型矢量参数作为所述接收到的译码后矢量运算指令中的非立即数型矢量参数,并根据预测的立即数型矢量参数,执行译码后的矢量运算指令。

可选地,所述立即数型矢量参数包括矢量中的元素大小,所述非立即数型矢量参数包括单次运算的元素个数。

可选地,所述矢量参数设置子单元设置有矢量参数寄存器,其中,如果所述矢量参数设置子单元执行所述译码后的矢量参数设置指令后设置的非立即数型矢量参数与所述矢量参数寄存器中的非立即数型矢量参数不一致,将所述设置的非立即数型矢量参数传递给所述矢量运算子单元,由所述矢量运算子单元丢弃该矢量运算指令的指示结果,并根据该传递的非立即数型矢量参数和预测的立即数型矢量参数,重新执行该译码后的矢量运算指令。

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