GPU-Hi:GPU RTL平台实现及效率分析

实现了寄存器传输级(RTL)图形处理器(GPU)研究平台——GPU-Hi。GPU-Hi支持OpenGL 2.0 API,支持统一着色器渲染架构,使用专用集成电路(ASIC)完成图形流水线的固定功能算法,使用单指令多线程(SIMT)架构流处理器完成图形流水线的可编程着色器模块。在使用28 nm工艺的情况下,该平台的物理设计面积为7.9μm^(2)。使用glmark2的测试集作为性能测试程序,完成了该平台的功能正确性验证,同时使用该测试集研究了3D图形应用的计算特性,并进行了GPU微结构级的性能分析。测试结果表明,图形应用的光栅化任务与像素着色任务不随图形应用分辨率等比例增大;同时GPU硬件的光栅化模块性能受着色程序处理能力与显存访问能力的影响。本平台的实现对GPU RTL平台的研究发展有重要的借鉴价值,本文中得到的结论对GPU性能优化具有重要参考意义,有力支持了GPU硬件研究的发展。