萤火虫2:一种多态并行机的硬件体系结构

提出了一种新型的多态高效并行阵列机结构——萤火虫2号阵列机。该结构的处理单元可以在SIMD和MIMD两种模式下运行,兼有异步执行机制,还可以实现分布式指令级并行处理。采用了硬件的多线程管理器和高效通信机制,这些机制使得此种阵列机能够实现效率很高的线程级并行运算、数据级并行运算和分布式指令级并行运算。尤其值得指出的是,此种阵列机的流处理性能堪与专用集成电路匹敌。该结构还能有效实现静态与动态数据流计算,可以高效实现图形、图像和数字信号处理任务。

多态并行处理器中的SIMD控制器设计与实现

设计和实现了一种多态并行处理器中的SIMD控制器。为满足图像并行处理的需要,以实现高效的数据级并行计算为目标,采用状态机实现了行、列、簇控制器的设计,完成了SIMD指令的发送、数据的加载和远程数据的传输。在阵列机上分区并发实现了SIMD和MIMD两种计算模式,能够实现两种计算模式的切换。专用的硬件电路设计提高了该处理器处理并行数据的能力。

一种图形处理用的多格式定点运算器

典型图形处理管线中的隐藏面消除、视窗变换、图元光栅化和像素着色等渲染阶段只需要定点运算,但是这些定点运算的数值范围需要变动。因此,设计了一种多格式定点处理单元来满足这些运算需求。设计中采用了指令双发射和多配置流水线等超标量处理机制,访存采用直接寻址,不含通用寄存器和LD/ST操作。值得一提的是,指令字中设置了阻塞标志位,用于控制互连通信模式,数据字中设置了格式标志位,用于控制多格式定点数据的处理。处理器实现了指令级并行、数据级并行等并行处理方式。