[发明专利]图形处理器、操作方法和机器可读存储介质

说明书

本发明提供一种图形处理器(GPU)、操作方法和机器可读存储介质。GPU包括命令处理器电路以及多个几何管线电路。命令处理器电路依序将图元块发送给几何管线电路以进行几何处理。每一个几何管线电路包括几何管线前端以及几何管线后端。基于第一桶群与图块的第一映射关系，第一几何管线前端将前端处理结果发送至第一桶群中的对应桶。基于第二桶群与图块的第二映射关系，第二几何管线前端将前端处理结果发送至第二桶群中的对应桶。第一几何管线后端从所有桶群中的第一桶取用前端处理结果，以进行后端处理。第二几何管线后端从所有桶群中的第二桶取用前端处理结果，以进行第二后端处理。

技术领域

本发明涉及一种电子装置，且特别涉及一种图形处理器、操作方法和机器可读存储介质。

背景技术

图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，又称显示核(display core)、视觉处理器(video processor)、显示芯片(display chip)或图形芯片(graphics chip)，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备(如平板电脑、智能手机等)上执行绘图运算工作的微处理器。现代GPU的应用程序接口(applicationprogramming interface，API)，例如DirectX、Vulkan、OpenGL等等，通常是以绘图调用(draw call)为颗粒度将渲染任务(rendering task)发给GPU硬件。绘图调用通常包含了一系列图元(primitives)、多个渲染着色器(例如顶点着色器(vertex shader)、像素着色器(pixel shader)等等)以及GPU执行这个绘图调用所需要的硬件描述符(hardware descriptor)和状态设置。图元通常组成三维场景中的渲染物体。图元通常包含材质属性，例如颜色、顶点法矢量(Normal)、透明度等等。对于透明或者半透明的物体，渲染的先后顺序不同会导致场景产生出不同的效果，例如多种颜色的叠加效果。通常，一个复杂三维场景的渲染包含1000～10,000个绘图调用，每个绘图调用负责其中的一个物体的渲染。因为乱序渲染图元会造成场景的错误渲染，API总是要求绘图调用中的图元能够保序执行。通常一组渲染的任务会组成一个任务链(jobchain)，它包含了一系列的绘图调用以及一些其他的任务。API需要保证一个任务链内部绘图调用之间的顺序。

在图形渲染中，GPU会从深度缓冲(depth buffer)中反复读写图元(primitive)对应的深度信息，用来判断物体的遮挡关系。如果渲染图元落在当前深度值背后，则图元被丢弃(discard)掉。因为渲染分辨率过大，深度信息无法全部存储在GPU内部的深度缓冲。GPU向片外内存反复读写深度信息，会造成大量的带宽浪费。现代GPU通常会做基於圖塊(tile-based)优化。一个圖塊(tile)通常是相对于整个屏幕来说较小的尺寸，如32x32个像素(pixels)、64x64个像素等。通常，GPU会根据片内的存储单元大小，每次只渲染一个或者多个圖塊。从而保证对应的深度信息全部在片上存储，大大降低了外部读写带宽的浪费，有效提升了能效。