CN111062855B - 一种图形流水线性能分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于计算机图形处理领域，尤其涉及一种图形流水线性能分析方法。该方法包括以下步骤，(1)对单一功能性能的分析；(2)对竞争资源访存性能的分析；(3)对单元负载性能的均衡分析；(4)对图形流水线性能的分析。本发明加速了图形流水线的性能分析，实现了由单一功能点到整体图形流水线逐层递进的性能分析方法，为复杂功能超长流水线性能分析提供参考。

Description

一种图形流水线性能分析方法
技术领域
本发明属于计算机图形学领域，尤其涉及一种图形流水线性能分析方法。
背景技术
图形流水线的性能分析是图形流水线设计的核心和关键技术，其体现了图形流水线的功能性能，单元性能及流水线整体性能，为图形流水线的设计及优化提供了具体的参考标准。OpenGL、DirectX等标准3D图形绘制接口规定了接口的参数类型，实现功能等，但未涉及图形流水线的性能分析与评价，英伟达、AMD等图形处理器芯片厂家也未对外公开相关资料。目前在公开资料或者专利中没有图形流水线的性能分析方法。
发明内容
本发明的目的是：
提供一种图形流水线性能分析方法，通过对功能点、功能单元、整体流水线的性能分析，准确定位图形流水线的性能瓶颈，任务负载处理性能，为图形流水线的优化指明方向。
本发明的解决方案是：
一种图形流水线性能分析方法，该方法包括如下步骤：
(1)对单一功能性能的分析；
(2)对竞争资源访存性能的分析；
(3)对单元负载性能的均衡分析；
(4)对图形流水线性能的分析。
进一步的，所述步骤(1)包括：
首先分析流水线中各个功能的处理性能，得到《功能处理性能分析表》，分析相关功能间处理性能是否均衡，若不均衡则性能处理较慢的功能将会成为性能瓶颈，并且浪费了高性能功能的处理能力；
其次分析单点功能的最优最差性能是否满足整体流水线的最优最差性能指标，若不满足则应优化单点功能的处理性能。
进一步的，所述步骤(2)包括：
首先分析功能访存性能与处理性能的均衡，若不均衡则会造成处理性能的浪费或数据阻塞，
其次分析多路访存数据带宽分配，符合图形数据处理的数据量要求，完善步骤(1)中得到的《功能处理性能分析表》中与访存竞争资源相关的性能，并确认相关功能间处理性能是否均衡。
进一步的，所述步骤(3)包括：
通过典型功能的单元运行周期和单元处理任务的平均性能，首先分析流水线中相关单元的整体性能是否匹配，若不匹配则性能处理较慢的单元将会成为性能瓶颈，并且制约了高性能的单元的处理能力，
其次分析同一单元内多种功能的处理性能，若性能不均衡，则应提高性能较低的功能处理性能，最后分析单元的最优最差性能是否满足流水线典型性能指标。
进一步的，所述步骤(4)包括：
首先根据流水线的典型数据特征将流水线数据分为顶点数据、图元数据、像素数据，每一种特征数据的处理性能与数据量相匹配，
其次每一种数据流在流水线中按照处理流程复杂度不同，分析在简单模式和复杂模式下不同类型数据流的处理性能是否满足流水线典型性能指标；
其中，简单模式指图形流水线中数据流必须经过的处理流程，复杂模式指图形流水线中数据流经过所有功能的处理流程。
本发明的优点是：
本发明以逐层递进的方式，从单一功能性能，访存仲裁对性能的影响、单元功能性能、图形流水线整体性能四方面分析评价图形流水线性能，该方法能够准确定位图形流水线的性能瓶颈，分析任务负载均衡处理性能，提取图形流水线典型性能指标，为图形流水线的优化指明方向。
附图说明
图1是本发明的图形流水线性能分析方法的功能框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地表述。显然，所表述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种图形流水线性能分析方法，该方法包括如下步骤：
(1)对单一功能性能的分析；
首先分析流水线中各个功能的处理性能，得到《功能处理性能分析表》，分析相关功能间处理性能是否均衡，若不均衡则性能处理较慢的功能将会成为性能瓶颈，并且浪费了高性能功能的处理能力；
其次分析单点功能的最优最差性能是否满足整体流水线的最优最差性能指标，若不满足则应优化单点功能的处理性能。
(2)对竞争资源访存性能的分析；
首先分析功能访存性能与处理性能的均衡，若不均衡则会造成处理性能的浪费或数据阻塞，
其次分析多路访存数据带宽分配，符合图形数据处理的数据量要求，完善步骤(1)中得到的《功能处理性能分析表》中与访存竞争资源相关的性能，并确认相关功能间处理性能是否均衡。
(3)对单元负载性能的均衡分析；
通过典型功能的单元运行周期和单元处理任务的平均性能，首先分析流水线中相关单元的整体性能是否匹配，若不匹配则性能处理较慢的单元将会成为性能瓶颈，并且制约了高性能的单元的处理能力，
其次分析同一单元内多种功能的处理性能，若性能不均衡，则应提高性能较低的功能处理性能，最后分析单元的最优最差性能是否满足流水线典型性能指标。
(4)对图形流水线性能的分析：
首先根据流水线的典型数据特征将流水线数据分为顶点数据、图元数据、像素数据，每一种特征数据的处理性能与数据量相匹配，
其次每一种数据流在流水线中按照处理流程复杂度不同，分析在简单模式和复杂模式下不同类型数据流的处理性能是否满足流水线典型性能指标；
其中，简单模式指图形流水线中数据流必须经过的处理流程，复杂模式指图形流水线中数据流经过所有功能的处理流程。
最后应说明的是，以上事实例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种图形流水线性能分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）对单一功能性能的分析；
（2）对竞争资源访存性能的分析；
（3）对单元负载性能的均衡分析；
（4）对图形流水线性能的分析，
所述步骤（1）包括：
首先分析流水线中各个功能的处理性能，得到《功能处理性能分析表》，分析相关功能间处理性能是否均衡，若不均衡则性能处理较慢的功能将会成为性能瓶颈，并且浪费了高性能功能的处理能力；
其次分析单点功能的最优最差性能是否满足整体流水线的最优最差性能指标，若不满足则应优化单点功能的处理性能，
所述步骤（2）包括：
首先分析功能访存性能与处理性能的均衡，若不均衡则会造成处理性能的浪费或数据阻塞，
其次分析多路访存数据带宽分配，符合图形数据处理的数据量要求，完善步骤（1）中得到的《功能处理性能分析表》中与访存竞争资源相关的性能，并确认相关功能间处理性能是否均衡，
所述步骤（3）包括：
通过典型功能的单元运行周期和单元处理任务的平均性能，首先分析流水线中相关单元的整体性能是否匹配，若不匹配则性能处理较慢的单元将会成为性能瓶颈，并且制约了高性能的单元的处理能力，
其次分析同一单元内多种功能的处理性能，若性能不均衡，则应提高性能较低的功能处理性能，最后分析单元的最优最差性能是否满足流水线典型性能指标，
所述步骤（4）包括：
首先根据流水线的典型数据特征将流水线数据分为顶点数据、图元数据、像素数据，每一种特征数据的处理性能与数据量相匹配，
其次每一种数据流在流水线中按照处理流程复杂度不同，分析在简单模式和复杂模式下不同类型数据流的处理性能是否满足流水线典型性能指标；
其中，简单模式指图形流水线中数据流必须经过的处理流程，复杂模式指图形流水线中数据流经过所有功能的处理流程。
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