具有重叠执行的流处理器
专利汇可以提供具有重叠执行的流处理器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种具有重叠执行的流处理器。公开了用于实现具有重叠执行的流处理器的系统、装置和方法。在一个实施方式中，系统至少包括具有多个执行流 水 线的并行处理单元。通过在不提高指令发布速率的情况下使用单遍指令重叠执行多遍指令来增加并行处理单元的处理吞吐量。在单个时钟周期中从共享矢量寄存器堆读取第一矢量指令的多个第一操作数，并存储在临时 存储器 中。多个第一操作数被 访问 并用于在随后时钟周期中启动在第一执行流水线上各个矢量元素上的多个指令。在随后时钟周期期间从共享矢量寄存器堆中读取多个第二操作数，以启动在第二执行流水线上的一个或多个第二矢量指令的执行。，下面是具有重叠执行的流处理器专利的具体信息内容。
1.一种系统，其包括：
第一执行流水线；
与所述第一流水线并行的第二执行流水线；和
由所述第一执行流水线和所述第二执行流水线共享的矢量寄存器堆；
其中所述系统被配置为：
在所述第一执行流水线上在第一时钟周期中启动对第一矢量的第一矢量元素执行第一类型指令；
在所述第一执行流水线上在第二时钟周期中启动对所述第一矢量的第二矢量元素执行所述第一类型指令，其中所述第二时钟周期在所述第一时钟周期之后；和在所述第二执行流水线上在所述第二时钟周期中启动对第二矢量的多个矢量元素执行第二类型指令。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述矢量寄存器堆包括单个读取端口以在每个时钟周期将操作数传送到仅一个执行流水线，并且其中所述系统被配置为：
在单个时钟周期内从所述矢量寄存器堆中检索第一矢量指令的多个第一操作数；
将所述多个第一操作数存储在临时存储器中；和
从所述临时存储器访问所述多个第一操作数，以在随后的时钟周期中启动对在所述第一执行流水线上的多个矢量元素执行所述第一矢量指令。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述系统被配置为在所述后续时钟周期期间从所述矢量寄存器堆中检索多个第二操作数，以启动在所述第二执行流水线上执行一个或多个第二矢量指令。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一执行流水线是先验流水线，并且其中所述先验流水线包括查找阶段，随后是第一乘法阶段和第二乘法阶段，之后是加法阶段，随后是归一化阶段，以及随后是舍入阶段。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述系统还被配置为响应于确定所述一个或多个第二矢量指令与所述第一矢量指令之间没有相关性来启动在所述第二执行流水线上执行所述一个或多个第二矢量指令。
6.如权利要求1所述的系统，其中：
所述第一类型指令是矢量先验指令；
所述第一执行流水线是标量先验流水线；
所述第二类型指令是矢量融合乘加指令；以及
所述第二执行流水线是矢量算术逻辑单元。
7.如权利要求1所述的系统，其中所述系统还被配置为：
检测第一矢量指令；
确定所述第一矢量指令的指令类型；
响应于确定所述第一矢量指令是所述第一类型指令而在所述第一执行流水线上发布所述第一矢量指令；和
响应于确定所述第一矢量指令是所述第二类型指令而在所述第二执行流水线上发布所述第一矢量指令。
8.一种方法，其包括：
在第一执行流水线上在第一时钟周期中启动对第一矢量的第一矢量元素执行第一类型指令；
在所述第一执行流水线上在所述第二时钟周期中启动对所述第一矢量的第二矢量元素执行所述第一类型指令，其中所述第二时钟周期在所述第一时钟周期之后；和在所述第二执行流水线上在第二时钟周期中启动对第二矢量的多个矢量元素执行第二类型指令。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述矢量寄存器堆包括单个读取端口以在每个时钟周期将操作数传送到仅一个执行流水线，并且其中所述方法还包括：
在单个时钟周期内从所述矢量寄存器堆中检索第一矢量指令的多个第一操作数；
将所述多个第一操作数存储在临时存储器中；和
从所述临时存储器访问所述多个第一操作数，以在随后的时钟周期中在所述第一执行流水线上启动对多个矢量元素执行所述第一矢量指令。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括在所述后续时钟周期期间从所述矢量寄存器堆中检索多个第二操作数，以启动所述第二执行流水线上的一个或多个第二矢量指令的执行。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一执行流水线是先验流水线，并且其中所述先验流水线包括查找阶段，随后是第一乘法阶段和第二乘法阶段，之后是加法阶段，随后是归一化阶段，以及随后是舍入阶段。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：响应于确定所述一个或多个第二矢量指令与所述第一矢量指令之间没有相关性来启动在所述第二执行流水线上执行所述一个或多个第二矢量指令。
13.如权利要求8所述的方法，其中：
所述第一类型指令是矢量先验指令；
所述第一执行流水线是标量先验流水线；
所述第二类型指令是矢量融合乘加指令；以及
所述第二执行流水线是矢量算术逻辑单元。
14.根据权利要求8所述的方法，还包括：
检测第一矢量指令；
确定所述第一矢量指令的指令类型；
响应于确定所述第一矢量指令是所述第一类型指令而在所述第一执行流水线上发布所述第一矢量指令；和
响应于确定所述第一矢量指令是所述第二类型指令而在所述第二执行流水线上发布所述第一矢量指令。
15.一种装置，其包括：
第一执行流水线；和
与所述第一流水线并行的第二执行流水线；
其中所述装置被配置为：
在所述第一执行流水线上在第一时钟周期中启动对第一矢量的第一矢量元素执行第一类型指令；
在所述第一执行流水线上在所述第二时钟周期中启动对所述第一矢量的第二矢量元素执行所述第一类型指令，其中所述第二时钟周期在所述第一时钟周期之后；和在所述第二执行流水线上在所述第二时钟周期中启动对第二矢量的多个矢量元素执行第二类型指令。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述装置还包括由所述第一执行流水线和所述第二执行流水线共享的矢量寄存器堆，其中所述矢量寄存器堆包括单个读取端口以在每个时钟周期将操作数传送到仅一个执行流水线，并且其中所述装置还被配置为：
在单个时钟周期内从所述矢量寄存器堆中检索第一矢量指令的多个第一操作数；
将所述多个第一操作数存储在临时存储器中；和
从所述临时存储器访问所述多个第一操作数，以在随后的时钟周期中在所述第一执行流水线上启动对多个矢量元素执行所述第一矢量指令。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述装置被配置为在所述后续时钟周期期间从所述矢量寄存器堆中检索多个第二操作数，以启动所述第二执行流水线上的一个或多个第二矢量指令的执行。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述第一执行流水线是先验流水线，并且其中所述先验流水线包括查找阶段，随后是第一乘法阶段和第二乘法阶段，之后是加法阶段，随后是归一化阶段，以及随后是舍入阶段。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述装置还被配置为响应于确定所述一个或多个第二矢量指令与所述第一矢量指令之间没有相关性来启动在所述第二执行流水线上执行所述一个或多个第二矢量指令。
20.根据权利要求15所述的装置，其中：
所述第一类型指令是矢量先验指令；
所述第一执行流水线是标量先验流水线；
所述第二类型指令是矢量融合乘加指令；以及
所述第二执行流水线是矢量算术逻辑单元。
具有重叠执行的流处理器
技术领域
背景技术
发明内容
第一执行流水线；
与所述第一流水线并行的第二执行流水线；和
由所述第一执行流水线和所述第二执行流水线共享的矢量寄存器堆；
其中所述系统被配置为：
在所述第一执行流水线上在第一时钟周期中启动对第一矢量的第一矢量元素执行第一类型指令；
在所述第一执行流水线上在第二时钟周期中启动对所述第一矢量的第二矢量元素执行所述第一类型指令，其中所述第二时钟周期在所述第一时钟周期之后；和在所述第二执行流水线上在所述第二时钟周期中启动对第二矢量的多个矢量元素执行第二类型指令。
2.如条款1所述的系统，其中所述矢量寄存器堆包括单个读取端口以在每个时钟周期将操作数传送到仅一个执行流水线，并且其中所述系统被配置为：
在单个时钟周期内从所述矢量寄存器堆中检索第一矢量指令的多个第一操作数；
将所述多个第一操作数存储在临时存储器中；和
从所述临时存储器访问所述多个第一操作数，以在随后的时钟周期中启动对在所述第一执行流水线上的多个矢量元素执行所述第一矢量指令。
3.根据条款2所述的系统，其中所述系统被配置为在所述后续时钟周期期间从所述矢量寄存器堆中检索多个第二操作数，以启动在所述第二执行流水线上执行一个或多个第二矢量指令。
4.根据条款1所述的系统，其中所述第一执行流水线是先验流水线，并且其中所述先验流水线包括查找阶段，随后是第一乘法阶段和第二乘法阶段，之后是加法阶段，随后是归一化阶段，以及随后是舍入阶段。
5.根据条款4所述的系统，其中，所述系统还被配置为响应于确定所述一个或多个第二矢量指令与所述第一矢量指令之间没有相关性来启动在所述第二执行流水线上执行所述一个或多个第二矢量指令。
6.如条款1所述的系统，其中：
所述第一类型指令是矢量先验指令；
所述第一执行流水线是标量先验流水线；
所述第二类型指令是矢量融合乘加指令；以及
所述第二执行流水线是矢量算术逻辑单元。
7.如条款1所述的系统，其中所述系统还被配置为：
检测第一矢量指令；
确定所述第一矢量指令的指令类型；
响应于确定所述第一矢量指令是所述第一类型指令而在所述第一执行流水线上发布所述第一矢量指令；和
响应于确定所述第一矢量指令是所述第二类型指令而在所述第二执行流水线上发布所述第一矢量指令。
8.一种方法，其包括：
在第一执行流水线上在第一时钟周期中启动对第一矢量的第一矢量元素执行第一类型指令；
在所述第一执行流水线上在所述第二时钟周期中启动对所述第一矢量的第二矢量元素执行所述第一类型指令，其中所述第二时钟周期在所述第一时钟周期之后；和在所述第二执行流水线上在第二时钟周期中启动对第二矢量的多个矢量元素执行第二类型指令。
9.根据条款8所述的方法，其中所述矢量寄存器堆包括单个读取端口以在每个时钟周期将操作数传送到仅一个执行流水线，并且其中所述方法还包括：
在单个时钟周期内从所述矢量寄存器堆中检索第一矢量指令的多个第一操作数；
将所述多个第一操作数存储在临时存储器中；和
从所述临时存储器访问所述多个第一操作数，以在随后的时钟周期中在所述第一执行流水线上启动对多个矢量元素执行所述第一矢量指令。
10.根据条款9所述的方法，还包括在所述后续时钟周期期间从所述矢量寄存器堆中检索多个第二操作数，以启动所述第二执行流水线上的一个或多个第二矢量指令的执行。
11.根据条款9所述的方法，其中所述第一执行流水线是先验流水线，并且其中所述先验流水线包括查找阶段，随后是第一乘法阶段和第二乘法阶段，之后是加法阶段，随后是归一化阶段，以及随后是舍入阶段。
12.根据条款11所述的方法，还包括：响应于确定所述一个或多个第二矢量指令与所述第一矢量指令之间没有相关性来启动在所述第二执行流水线上执行所述一个或多个第二矢量指令。
13.如条款8所述的方法，其中：
所述第一类型指令是矢量先验指令；
所述第一执行流水线是标量先验流水线；
所述第二类型指令是矢量融合乘加指令；以及
所述第二执行流水线是矢量算术逻辑单元。
14.根据条款8所述的方法，还包括：
检测第一矢量指令；
确定所述第一矢量指令的指令类型；
响应于确定所述第一矢量指令是所述第一类型指令而在所述第一执行流水线上发布所述第一矢量指令；和
响应于确定所述第一矢量指令是所述第二类型指令而在所述第二执行流水线上发布所述第一矢量指令。
15.一种装置，其包括：
第一执行流水线；和
与所述第一流水线并行的第二执行流水线；
其中所述装置被配置为：
在所述第一执行流水线上在第一时钟周期中启动对第一矢量的第一矢量元素执行第一类型指令；
在所述第一执行流水线上在所述第二时钟周期中启动对所述第一矢量的第二矢量元素执行所述第一类型指令，其中所述第二时钟周期在所述第一时钟周期之后；和在所述第二执行流水线上在所述第二时钟周期中启动对第二矢量的多个矢量元素执行第二类型指令。
16.根据条款15所述的装置，其中，所述装置还包括由所述第一执行流水线和所述第二执行流水线共享的矢量寄存器堆，其中所述矢量寄存器堆包括单个读取端口以在每个时钟周期将操作数传送到仅一个执行流水线，并且其中所述装置还被配置为：
在单个时钟周期内从所述矢量寄存器堆中检索第一矢量指令的多个第一操作数；
将所述多个第一操作数存储在临时存储器中；和
从所述临时存储器访问所述多个第一操作数，以在随后的时钟周期中在所述第一执行流水线上启动对多个矢量元素执行所述第一矢量指令。
17.根据条款16所述的装置，其中，所述装置被配置为在所述后续时钟周期期间从所述矢量寄存器堆中检索多个第二操作数，以启动所述第二执行流水线上的一个或多个第二矢量指令的执行。
18.根据条款16所述的装置，其中所述第一执行流水线是先验流水线，并且其中所述先验流水线包括查找阶段，随后是第一乘法阶段和第二乘法阶段，之后是加法阶段，随后是归一化阶段，以及随后是舍入阶段。
19.根据条款18所述的装置，其中，所述装置还被配置为响应于确定所述一个或多个第二矢量指令与所述第一矢量指令之间没有相关性来启动在所述第二执行流水线上执行所述一个或多个第二矢量指令。
20.根据条款15所述的装置，其中：
所述第一类型指令是矢量先验指令；
所述第一执行流水线是标量先验流水线；
所述第二类型指令是矢量融合乘加指令；以及
所述第二执行流水线是矢量算术逻辑单元。
附图说明
具体实施方式
415所示的加法指令在周期2中访问矢量寄存器堆，而矢量互逆指令的通过1从临时存储器访问操作数。这样可以通过阻止矢量加法指令和矢量互逆指令在相同的时钟周期内访问矢量寄存器堆来防止发生冲突。通过防止矢量寄存器堆冲突，通道415的矢量加法指令的执行能够与在通道420所示的矢量互逆指令的通过1重叠。
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