CN115033286A - 数据处理方法、装置、芯片、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种数据处理方法、装置、芯片、设备及介质，涉及计算机技术领域，尤其涉及芯片领域。实现方案为：将接收到的待处理指令拆分为多个微指令，其中，每个微指令分别用于对不同的源存储单元中的数据进行处理；将多个微指令写入预设的缓存单元中；以及针对缓存单元中的任意一个微指令，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理。

Description

数据处理方法、装置、芯片、设备及介质

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及芯片领域，具体涉及一种数据处理的方法、装置、芯片、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术

向量处理器(也被称为阵列处理器)是一种硬件处理装置(例如，中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU))，其实现包含对向量进行操作的向量指令的指令集架构(ISA)，例如，vector架构等。向量是包含有序的标量数据元素的单向数组。与支持在单个数据元素上操作的标量指令的标量处理器相比，通过对包含多个数据元素的向量的操作，向量处理器可以实现显著的性能提升。

在此部分中描述的方法不一定是之前已经设想到或采用的方法。除非另有指明，否则不应假定此部分中描述的任何方法仅因其包括在此部分中就被认为是现有技术。类似地，除非另有指明，否则此部分中提及的问题不应认为在任何现有技术中已被公认。

发明内容

本公开提供了一种数据处理的方法、装置、电子设备、芯片、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

根据本公开的一方面，提供了一种数据处理方法，包括：将接收到的待处理指令拆分为多个微指令，其中，每个微指令分别用于对不同的源存储单元中的数据进行处理；将多个微指令写入预设的缓存单元中；以及针对缓存单元中的任意一个微指令，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理。

根据本公开的另一方面，提供了一种数据处理装置，包括：拆分模块，被配置用于将接收到的待处理指令拆分为多个微指令，其中，每个微指令分别用于对不同的源存储单元中的数据进行处理；写入模块，被配置用于将多个微指令写入预设的缓存单元中；以及控制模块，被配置用于针对缓存单元中的任意一个微指令，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理。

根据本公开的另一方面，提供了一种芯片，芯片能够执行上述的数据处理方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机执行上述的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，计算机程序在被处理器执行时实现上述的方法。

根据本公开的一个或多个实施例，可以提升处理效率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。所示出的实施例仅出于例示的目的，并不限制权利要求的范围。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。

图1示出了根据本公开的实施例的可以在其中实施本文描述的各种方法的示例性系统的示意图；

图2示出了根据本公开的实施例的数据处理方法的流程图；

图3示出了根据本公开的实施例的数据处理方法的示意图；

图4示出了根据本公开的实施例的微指令缓存方法示意图；

图5示出了根据本公开的实施例的数据处理装置的结构框图；以及

图6示出了能够用于实现本公开的实施例的示例性电子设备的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个要素与另一要素区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。

在本公开中对各种示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。

目前，主流的处理器中包括多种用于加速向量的架构，例如，Vector构架等。向量是包含有序的标量数据元素的单向数组。与支持在单个数据元素上操作的标量指令的标量处理器相比，通过对包含多个数据元素的向量的操作，向量处理器可以实现显著的性能提升。

然而，伴随着向量指令(例如，vector指令)所处理的数据量不断扩张，对执行单元的计算能力的要求同步提升，同时，数据量的扩张也导致处理单个指令的时间的延长。

基于此，本公开提出一种数据处理方法，将接收到的待处理指令拆分为多个微指令，并将多个微指令写入预设的缓存单元中，针对缓存单元中的任意一个微指令，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理。

通过将待处理指令拆分为多个微指令，能够将执行“大数据量”处理的待处理指令拆分为多个执行“小数据量”处理的微指令，降低了单个指令所处理的数据量，减小了向量指令对执行单元的计算资源的需求，降低了执行单元的处理压力。对于缓存单元中的多个微指令，当其中任意一个微指令的操作数被准备好后就可以执行该微指令，使得微指令的执行避免了执行次序上的依赖性，最大程度地提升了待处理指令的处理效率。

下面将结合附图详细描述本公开的实施例。

图1示出了根据本公开的实施例可以将本文描述的各种方法和装置在其中实施的示例性系统100的示意图。参考图1，该系统100包括一个或多个客户端设备101、102、103、104、105和106、服务器120以及将一个或多个客户端设备耦接到服务器120的一个或多个通信网络110。客户端设备101、102、103、104、105和106可以被配置为执行一个或多个应用程序。

在本公开的实施例中，服务器120可以运行使得能够执行数据处理的方法的一个或多个服务或软件应用。

在某些实施例中，服务器120还可以提供其他服务或软件应用，这些服务或软件应用可以包括非虚拟环境和虚拟环境。在某些实施例中，这些服务可以作为基于web的服务或云服务提供，例如在软件即服务(SaaS)模型下提供给客户端设备101、102、103、104、105和/或106的用户。

在图1所示的配置中，服务器120可以包括实现由服务器120执行的功能的一个或多个组件。这些组件可以包括可由一个或多个处理器执行的软件组件、硬件组件或其组合。操作客户端设备101、102、103、104、105和/或106的用户可以依次利用一个或多个客户端应用程序来与服务器120进行交互以利用这些组件提供的服务。应当理解，各种不同的系统配置是可能的，其可以与系统100不同。因此，图1是用于实施本文所描述的各种方法的系统的一个示例，并且不旨在进行限制。

用户可以使用客户端设备101、102、103、104、105和/或106来执行本公开的数据处理方法。客户端设备可以提供使客户端设备的用户能够与客户端设备进行交互的接口。客户端设备还可以经由该接口向用户输出信息。尽管图1仅描绘了六种客户端设备，但是本领域技术人员将能够理解，本公开可以支持任何数量的客户端设备。

客户端设备101、102、103、104、105和/或106可以包括各种类型的计算机设备，例如便携式手持设备、通用计算机(诸如个人计算机和膝上型计算机)、工作站计算机、可穿戴设备、智能屏设备、自助服务终端设备、服务机器人、游戏系统、瘦客户端、各种消息收发设备、传感器或其他感测设备等。这些计算机设备可以运行各种类型和版本的软件应用程序和操作系统，例如MICROSOFT Windows、APPLE iOS、类UNIX操作系统、Linux或类Linux操作系统(例如GOOGLE Chrome OS)；或包括各种移动操作系统，例如MICROSOFT WindowsMobile OS、iOS、Windows Phone、Android。便携式手持设备可以包括蜂窝电话、智能电话、平板电脑、个人数字助理(PDA)等。可穿戴设备可以包括头戴式显示器(诸如智能眼镜)和其他设备。游戏系统可以包括各种手持式游戏设备、支持互联网的游戏设备等。客户端设备能够执行各种不同的应用程序，例如各种与Internet相关的应用程序、通信应用程序(例如电子邮件应用程序)、短消息服务(SMS)应用程序，并且可以使用各种通信协议。

网络110可以是本领域技术人员熟知的任何类型的网络，其可以使用多种可用协议中的任何一种(包括但不限于TCP/IP、SNA、IPX等)来支持数据通信。仅作为示例，一个或多个网络110可以是局域网(LAN)、基于以太网的网络、令牌环、广域网(WAN)、因特网、虚拟网络、虚拟专用网络(VPN)、内部网、外部网、区块链网络、公共交换电话网(PSTN)、红外网络、无线网络(例如蓝牙、WIFI)和/或这些和/或其他网络的任意组合。

服务器120可以包括一个或多个通用计算机、专用服务器计算机(例如PC(个人计算机)服务器、UNIX服务器、中端服务器)、刀片式服务器、大型计算机、服务器群集或任何其他适当的布置和/或组合。服务器120可以包括运行虚拟操作系统的一个或多个虚拟机，或者涉及虚拟化的其他计算架构(例如可以被虚拟化以维护服务器的虚拟存储设备的逻辑存储设备的一个或多个灵活池)。在各种实施例中，服务器120可以运行提供下文所描述的功能的一个或多个服务或软件应用。

服务器120中的计算单元可以运行包括上述任何操作系统以及任何商业上可用的服务器操作系统的一个或多个操作系统。服务器120还可以运行各种附加服务器应用程序和/或中间层应用程序中的任何一个，包括HTTP服务器、FTP服务器、CGI服务器、JAVA服务器、数据库服务器等。

在一些实施方式中，服务器120可以包括一个或多个应用程序，以分析和合并从客户端设备101、102、103、104、105和/或106的用户接收的数据馈送和/或事件更新。服务器120还可以包括一个或多个应用程序，以经由客户端设备101、102、103、104、105和/或106的一个或多个显示设备来显示数据馈送和/或实时事件。

在一些实施方式中，服务器120可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。服务器120也可以是云服务器，或者是带人工智能技术的智能云计算服务器或智能云主机。云服务器是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决传统物理主机与虚拟专用服务器(VPS，Virtual Private Server)服务中存在的管理难度大、业务扩展性弱的缺陷。

系统100还可以包括一个或多个数据库130。在某些实施例中，这些数据库可以用于存储数据和其他信息。例如，数据库130中的一个或多个可用于存储诸如音频文件和视频文件的信息。数据库130可以驻留在各种位置。例如，由服务器120使用的数据库可以在服务器120本地，或者可以远离服务器120且可以经由基于网络或专用的连接与服务器120通信。数据库130可以是不同的类型。在某些实施例中，由服务器120使用的数据库例如可以是关系数据库。这些数据库中的一个或多个可以响应于命令而存储、更新和检索到数据库以及来自数据库的数据。

在某些实施例中，数据库130中的一个或多个还可以由应用程序使用来存储应用程序数据。由应用程序使用的数据库可以是不同类型的数据库，例如键值存储库，对象存储库或由文件系统支持的常规存储库。

图1的系统100可以以各种方式配置和操作，以使得能够应用根据本公开所描述的各种方法和装置。

图2示出了根据本公开示例性实施例的一种数据处理方法的流程图，如图2所示，该方法包括：步骤S201、将接收到的待处理指令拆分为多个微指令，其中，每个微指令分别用于对不同的源存储单元中的数据进行处理；步骤S202、将多个微指令写入预设的缓存单元中；以及步骤S203、针对缓存单元中的任意一个微指令，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理。

通过将待处理指令拆分为多个微指令，能够将执行“大数据量”处理的待处理指令拆分为多个执行“小数据量”处理的微指令，降低了单个指令所处理的数据量，减小了向量指令对执行单元的计算资源的需求，降低了执行单元的处理压力。对于缓存单元中的多个微指令，当其中任意一个微指令的操作数被准备好后就可以执行该微指令，使得微指令的执行避免了执行次序上的依赖性，最大程度地提升了待处理指令的处理效率。

其中，在步骤S201中，待处理指令为向量指令。根据一些实施例，待处理指令可以为Vector指令。

在一种实施方式中，待处理指令用于对存储于寄存器组中的数据进行处理，待处理指令拆分出的每一个微指令用于对该寄存器组中的其中一个寄存器中的数据进行处理。由此，对多个微指令的执行结果能够等同于对待处理指令的执行结果。

可以理解，每个微指令的计算功能均与待处理指令的计算功能相同，但是，每个微指令的数据处理量小于待处理指令的数据处理量。

例如，待处理指令用于对向量a和向量b执行向量加法，其中，向量a和向量b均为512维向量，将向量a拆分为连续的8个64维的子向量a1～a8，将向量b拆分为连续的8个64维的子向量b1～b8。将待处理指令拆分为微指令1～8，利用微指令1处理子向量a1和子向量b1之间的向量加法，利用微指令2处理子向量a2和子向量b2之间的向量加法，以此类推，可以通过分别执行微指令1～8来达到执行待处理指令的效果。

如此，对执行单元的数据处理压力被有效降低，在待处理指令所处理的数据量不断扩张的情况下，也无需更换执行单元的配置，降低了对硬件设备的数据处理能力的要求。

特别地，可以将每个微指令的数据处理量设置为执行单元所允许的最大数据处理量。

由于每个微指令分别用于对不同的源存储单元中的数据进行处理，因此，多个微指令之间在执行次序上没有依赖性。换言之，无论多个微指令以怎样的执行次序被执行，都不会影响最终的执行结果。

正是基于多个微指令的上述特性，本公开提出将多个微指令写入预设的缓存单元中(即上述步骤S202)，并针对缓存单元中的任意一个微指令，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理(即上述步骤S203)。

也就是说，当缓存单元中的任意一个微指令的操作数准备好时，即该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，就可以执行该微指令。由此，使得所有微指令均能够得到及时执行，有效地提升了整体处理效率。

在一种实施方式中，在微指令写入缓存单元时，该微指令所要处理的操作数已经在该微指令所对应的源存储单元中准备好。如此，可以即刻发起对该微指令的执行。

在另一种实施方式中，在微指令写入缓存单元时，该微指令所要处理的操作数还未被写入该微指令所对应的源存储单元。例如，该微指令所要处理的操作数为某个正在执行的指令的处理结果，在该指令执行完成后才能够将处理结果(即该微指令所要处理的操作数)写入该微指令所对应的源存储单元中。

在一种实施方式中，在缓存单元中还存储每个微指令所要处理的操作数的标识，用于指示该操作数是否已经写入该微指令所对应的源存储单元。由此，可以避免当微指令所对应的操作数还未写入源存储单元时，就读取该源存储单元中的数据而得到错误的操作数。

根据一些实施例，待处理指令具有对应的目标存储单元，目标存储单元能够用于存储该待处理指令的每个微指令的处理结果，并且其中，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理可以包括：响应于确定目标存储单元具有相关联的在先处理指令，确定在先处理指令的执行状态，其中，在先处理指令在待处理指令之前被接收；以及基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，以及在先处理指令已执行完成，执行该微指令对该操作数的处理。

其中，与目标存储单元相关联的在先处理指令包括以下至少一种：需要从目标存储单元中读取操作数的在先处理指令；和需要将处理结果写入目标存储单元的在先处理指令。

通过确定相关联的在先处理指令的执行状态，能够避免待处理指令的微指令将处理结果提前写入目标存储单元，而导致在先处理指令的处理错误。

根据一些实施例，确定在先处理指令的执行状态可以包括：基于在先处理指令在记录单元中所对应的状态位，确定在先处理指令的执行状态，其中，在先处理指令的状态位能够在在先处理指令的执行期间被置为第一标识符，并且在在先处理指令的执行期间以外被置为第二标识符。

由此，能够通过记录单元维护在先处理指令的执行状态，使得能够通过记录单元方便且准确地获取在先处理指令的执行状态。

其中，记录单元可以为记分牌(Scoreboard)。

在一种实施方式中，响应于在先处理指令开始执行，将在先处理指令在记录单元中所对应的状态位设置为第一标识符；响应于在先处理指令执行完成，向记录单元发送反馈信息；以及响应于记录单元接收到反馈信息，将在先处理指令在记录单元中所对应的状态位设置为第二标识符。

根据一些实施例，在缓存单元中还存储每个微指令所对应的待处理指令的标签信息和该微指令的有效性标识，响应于确定在先处理指令已执行完成，向缓存单元发送控制信息，其中，控制信息中包括待处理指令的标签信息；针对缓存单元中的任意一个微指令，响应于该微指令的标签信息和控制信息中的标签信息一致，将该微指令所对应的有效性标识设置为第三标识符。

其中，控制信息能够同时将待处理指令的多个微指令中的每一者的有效性标识设置为第三标识符，以允许该多个微指令的执行。

根据一些实施例，缓存单元具有对应的执行单元，并且其中，执行该微指令对该操作数的处理可以包括：将缓存单元中的该微指令和该操作数输入执行单元；以及利用执行单元，执行该微指令对该操作数的处理。

换言之，当缓存单元中的某一微指令能够被执行，则从缓存单元中取出该微指令，并将该微指令和该微指令对应的操作数传输至执行单元。

其中，操作数可以从该微指令所对应的源存储单元中取出并传输至执行单元，也可以预先将操作数缓存在缓存单元中，并将该微指令和该操作数一同从缓存单元传输至执行单元。

根据一些实施例，缓存单元包括多个缓存子单元，每个缓存子单元具有对应的执行子单元，并且其中，将缓存单元中的该微指令和该操作数输入执行单元包括：响应于该微指令缓存于多个缓存子单元中的第一缓存子单元，将该微指令和该操作数输入该第一缓存子单元所对应的第一执行子单元。

换言之，可以设置多组缓存子单元和执行子单元的组合，使得多个执行子单元能够相互独立的执行，增加整体数据并行度，提升数据处理效率。

根据一些实施例，每个执行子单元能够执行的计算功能相同，则可以将多个微指令均匀地缓存至每个执行子单元所对应的缓存子单元，以使各个执行子单元所承担的数据处理任务均衡。

根据另一些实施例，至少具有两个计算功能不同的执行子单元，如此，则需要根据微指令的计算功能，将微指令缓存至相应的缓存子单元之中。

在一种实施方式中，每个微指令具有对应的功能标识，并且其中，将多个微指令写入预设的缓存单元中可以包括：针对多个微指令中的任意一个微指令，响应于第二执行子单元能够实现该微指令的功能标识所指示的计算功能，将该微指令写入第二执行子单元所对应的第二缓存子单元中。

在实际应用中，有的计算功能应用的频率很低，或者有的计算功能的实现需要占用较大的面积，将这样的计算功能设置在各个执行子单元中是不经济的。对此，可以为这样的计算功能设置单独的执行子单元，并将执行该计算功能的微指令集中地分配至该执行子单元中执行，由此，能够减小电路的整体面积。

图3示出了根据本公开示例性实施例的一种数据处理方法的示意图。如图3所示，系统中包括具有不同的计算功能的执行子单元360和执行子单元370，其中，执行子单元360具有对应的缓存子单元320，执行子单元370具有对应的缓存子单元330。

将待处理指令发送至拆分模块310，以使拆分模块310能够基于一条待处理指令而并发多个微指令，其中，每个微指令具有用于指示该微指令的计算功能的功能标识。

针对任意一个微指令，如果执行子单元360能够实现该微指令的功能标识所对应的计算功能，则将该微指令缓存于缓存子单元320；如果执行子单元370能够实现该微指令的功能标识所对应的计算功能，则将该微指令缓存于缓存子单元330；如果执行子单元360和执行子单元370均能够实现该微指令的功能标识所对应的计算功能，则可以根据缓存子单元320和缓存子单元330中缓存的微指令的数量，将该微指令写入微指令数量较少的一个缓存子单元之中。

在缓存子单元320中的每一个条目(entry)对应缓存一个微指令及其相关信息，其中，相关信息包括用于指示该微指令所对应的待处理指令的标签信息321、该微指令的有效性标识322、用于表示该微指令的第一操作数是否已经写入该微指令所对应的第一源存储单元的第一标识323、用于表示该微指令的第二操作数是否已经写入该微指令所对应的第二源存储单元的第二标识324，以及该微指令的功能标识325。在缓存子单元330中的每一个条目同样缓存一个微指令及其相关信息，该相关信息331～335与缓存子单元320中的相关信息321～325相同，在此不再赘述。

同时，拆分模块310还将完整的待处理指令写入指令序列380之中，其中，指令序列380能够依次记录拆分模块310所接收到的每一个指令。现以指令序列380中包括在先处理指令和待处理指令为例进行说明，本领域技术人员知晓，以两个指令为例仅是为了便于表述，本公开并不限定指令序列380中存储的指令的数量。

在指令序列380确定在先处理指令能够执行的情况下，在先处理指令从指令序列380中出队，并在记分牌390(scoreboard)中将在先处理指令的状态位设置为第一标识符。

接着，指令序列380开始判断待处理指令是否能够执行。示例性地，如果待处理指令的处理结果所要写入的目标存储单元中的至少部分是在先处理指令的源存储单元，即在先处理指令需要从待处理指令的目标存储单元中读取操作数，则需要查看记分牌390中在先处理指令的状态位。在在先处理指令的状态位为第一标识符的情况下，禁止待处理指令从指令序列380中出队。

当在先处理指令执行完成，向记分牌390(scoreboard)发送反馈信息，以将记分牌390(scoreboard)中在先处理指令的状态位设置为第二标识符。指令序列380确定在先处理指令的状态位为第二标识符时，使待处理指令从指令序列380中出队，并向缓存子单元320和缓存子单元330发送控制信息，控制信息中包括待处理指令的标签信息。

缓存子单元320接收到该控制信息，针对缓存子单元320中的任意一个微指令，响应于该微指令的标签信息321与控制信息中的标签信息一致，则将该微指令的有效性标识322设置为第三标识符，以指示该微指令当前有效。

控制模块340以预设的频率检查缓存子单元320中的每个微指令的第一标识323、第二标识324和有效性标识322。针对缓存子单元320中任意一个微指令，响应于该微指令的第一标识323指示第一操作数已经写入第一源存储单元、该微指令的第二标识324指示第二操作数已经写入第二源存储单元，并且有效性标识322被设置为第三标识符，则控制模块340确定该微指令当前能够执行。

在控制模块340确定缓存子单元320中同时有多个微指令能够执行的情况下，可以进一步控制该多个微指令的执行次序，并依序将每个微指令和该微指令的第一操作数和第二操作数输入执行子单元360。其中，当执行子单元360包括多种计算功能时，执行子单元360基于微指令的功能标识325确定应当执行的计算功能。

缓存子单元330、控制模块350和执行子单元370之间的执行方式与缓存子单元320、控制模块340和执行子单元360之间的执行方式类似，在此不再赘述。

由此，通过将待处理指令拆分为多个微指令，能够将执行“大数据量”处理的待处理指令拆分为多个执行“小数据量”处理的微指令，降低了单个指令所处理的数据量，减小了向量指令对执行单元的计算资源的需求，降低了执行单元的处理压力。对于缓存单元中的多个微指令，当其中任意一个微指令的操作数被准备好后就可以执行该微指令，使得微指令的执行避免了执行次序上的依赖性，最大程度地提升了待处理指令的处理效率。

图4示出了本公开示例性实施例的一种微指令缓存方法示意图。如图4所示，缓存子单元420对应于第一执行子单元，缓存子单元430对应于第二执行子单元，并且第一执行子单元和第二执行子单元的计算功能不同。

A0～A3为第一待处理指令拆分出的多个微指令，A0～A3所对应的计算功能相同，B0～B3为第二待处理指令拆分出的多个微指令，B0～B3所对应的计算功能相同。

在第一执行子单元能够执行A0～A3所对应的计算功能的情况下，将A0～A3缓存至缓存子单元420，在第二执行子单元能够执行B0～B3所对应的计算功能的情况下，将B0～B3缓存至缓存子单元430。

其中，针对缓存子单元420和缓存子单元430中任意一者，其中的多个微指令的执行顺序不受存储顺序的影响，能够有效提升整体的处理效率。

图5示出了根据本公开示例性实施例的一种数据处理装置的结构框图，如图5所示，该装置500包括：拆分模块501，被配置用于将接收到的待处理指令拆分为多个微指令，其中，每个微指令分别用于对不同的源存储单元中的数据进行处理；写入模块502，被配置用于将多个微指令写入预设的缓存单元中；以及控制模块503，被配置用于针对缓存单元中的任意一个微指令，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理。

根据一些实施例，待处理指令具有对应的目标存储单元，目标存储单元能够用于存储待处理指令的每个微指令的处理结果，并且其中，控制模块包括：确定子模块，被配置用于响应于确定目标存储单元具有相关联的在先处理指令，确定在先处理指令的执行状态，其中，在先处理指令在待处理指令之前被接收；以及第一执行子模块，被配置用于基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，以及在先处理指令已执行完成，执行该微指令对该操作数的处理。

根据一些实施例，确定子模块包括：用于基于在先处理指令在记录单元中所对应的状态位，确定在先处理指令的执行状态的子模块，其中，在先处理指令的状态位能够在在先处理指令的执行期间被置为第一标识符，并且在在先处理指令的执行期间以外被置为第二标识符。

根据一些实施例，缓存单元具有对应的执行单元，并且其中，控制模块包括：输入子模块，被配置用于将缓存单元中的该微指令和该操作数输入执行单元；以及第二执行子模块，被配置用于利用执行单元，执行该微指令对该操作数的处理。

根据一些实施例，缓存单元包括多个缓存子单元，每个缓存子单元具有对应的执行子单元，并且其中，输入子模块包括：用于响应于该微指令缓存于多个缓存子单元中的第一缓存子单元，将该微指令和该操作数输入该第一缓存子单元所对应的第一执行子单元的子模块。

根据一些实施例，每个微指令具有对应的功能标识，并且其中，写入模块包括：用于针对多个微指令中的任意一个微指令，响应于第二执行子单元能够实现该微指令的功能标识所指示的计算功能，将该微指令写入第二执行子单元所对应的第二缓存子单元中的子模块。

根据一些实施例，待处理指令为Vector指令。

根据本公开的实施例，还提供了一种芯片，芯片能够执行上述任意一种数据处理方法。

根据本公开的实施例，还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述任意一种方法。

根据本公开的实施例，还提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机执行上述任意一种方法。

根据本公开的实施例，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，计算机程序在被处理器执行时实现上述任意一种方法。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

参考图6，现将描述可以作为本公开的服务器或客户端的电子设备600的结构框图，其是可以应用于本公开的各方面的硬件设备的示例。电子设备旨在表示各种形式的数字电子的计算机设备，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图6所示，电子设备600包括计算单元601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的计算机程序或者从存储单元608加载到随机访问存储器(RAM)603中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM603中，还可存储电子设备600操作所需的各种程序和数据。计算单元601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。

电子设备600中的多个部件连接至I/O接口605，包括：输入单元606、输出单元607、存储单元608以及通信单元609。输入单元606可以是能向电子设备600输入信息的任何类型的设备，输入单元606可以接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置和/或功能控制有关的键信号输入，并且可以包括但不限于鼠标、键盘、触摸屏、轨迹板、轨迹球、操作杆、麦克风和/或遥控器。输出单元607可以是能呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。存储单元608可以包括但不限于磁盘、光盘。通信单元609允许电子设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据，并且可以包括但不限于调制解调器、网卡、红外通信设备、无线通信收发机和/或芯片组，例如蓝牙TM设备、802.11设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设备和/或类似物。

计算单元601可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元601的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元601执行上文所描述的各个方法和处理，例如数据处理方法。例如，在一些实施例中，数据处理方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 602和/或通信单元609而被载入和/或安装到电子设备600上。当计算机程序加载到RAM 603并由计算单元601执行时，可以执行上文描述的数据处理方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元601可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行数据处理方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行、也可以顺序地或以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

虽然已经参照附图描述了本公开的实施例或示例，但应理解，上述的方法、系统和设备仅仅是示例性的实施例或示例，本发明的范围并不由这些实施例或示例限制，而是仅由授权后的权利要求书及其等同范围来限定。实施例或示例中的各种要素可以被省略或者可由其等同要素替代。此外，可以通过不同于本公开中描述的次序来执行各步骤。进一步地，可以以各种方式组合实施例或示例中的各种要素。重要的是随着技术的演进，在此描述的很多要素可以由本公开之后出现的等同要素进行替换。

Claims (18)

1.一种数据处理方法，包括：

将接收到的待处理指令拆分为多个微指令，其中，每个微指令分别用于对不同的源存储单元中的数据进行处理；

将所述多个微指令写入预设的缓存单元中；以及

针对所述缓存单元中的任意一个微指令，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待处理指令具有对应的目标存储单元，所述目标存储单元能够用于存储所述待处理指令的每个微指令的处理结果，并且其中，所述至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理包括：

响应于确定所述目标存储单元具有相关联的在先处理指令，确定所述在先处理指令的执行状态，其中，所述在先处理指令在所述待处理指令之前被接收；以及

基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，以及所述在先处理指令已执行完成，执行该微指令对该操作数的处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定所述在先处理指令的执行状态包括：

基于所述在先处理指令在记录单元中所对应的状态位，确定所述在先处理指令的执行状态，其中，所述在先处理指令的状态位能够在所述在先处理指令的执行期间被置为第一标识符，并且在所述在先处理指令的执行期间以外被置为第二标识符。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中，所述缓存单元具有对应的执行单元，并且其中，所述执行该微指令对该操作数的处理包括：

将所述缓存单元中的该微指令和该操作数输入所述执行单元；以及

利用所述执行单元，执行该微指令对该操作数的处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述缓存单元包括多个缓存子单元，每个缓存子单元具有对应的执行子单元，并且其中，所述将缓存单元中的该微指令和该操作数输入所述执行单元包括：

响应于该微指令缓存于所述多个缓存子单元中的第一缓存子单元，将该微指令和该操作数输入该第一缓存子单元所对应的第一执行子单元。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，每个微指令具有对应的功能标识，并且其中，所述将所述多个微指令写入预设的缓存单元中包括：

针对所述多个微指令中的任意一个微指令，响应于第二执行子单元能够实现该微指令的功能标识所指示的计算功能，将该微指令写入所述第二执行子单元所对应的第二缓存子单元中。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其中，所述待处理指令为Vector指令。

8.一种数据处理装置，包括：

拆分模块，被配置用于将接收到的待处理指令拆分为多个微指令，其中，每个微指令分别用于对不同的源存储单元中的数据进行处理；

写入模块，被配置用于将所述多个微指令写入预设的缓存单元中；以及

控制模块，被配置用于针对所述缓存单元中的任意一个微指令，至少基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，执行该微指令对该操作数的处理。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述待处理指令具有对应的目标存储单元，所述目标存储单元能够用于存储所述待处理指令的每个微指令的处理结果，并且其中，所述控制模块包括：

确定子模块，被配置用于响应于确定所述目标存储单元具有相关联的在先处理指令，确定所述在先处理指令的执行状态，其中，所述在先处理指令在所述待处理指令之前被接收；以及

第一执行子模块，被配置用于基于该微指令所对应的源存储单元中的数据已更新为该微指令所要处理的操作数，以及所述在先处理指令已执行完成，执行该微指令对该操作数的处理。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述确定子模块包括：

用于基于所述在先处理指令在记录单元中所对应的状态位，确定所述在先处理指令的执行状态的子模块，其中，所述在先处理指令的状态位能够在所述在先处理指令的执行期间被置为第一标识符，并且在所述在先处理指令的执行期间以外被置为第二标识符。

11.根据权利要求8至10中任意一项所述的装置，其中，所述缓存单元具有对应的执行单元，并且其中，所述控制模块包括：

输入子模块，被配置用于将所述缓存单元中的该微指令和该操作数输入所述执行单元；以及

第二执行子模块，被配置用于利用所述执行单元，执行该微指令对该操作数的处理。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述缓存单元包括多个缓存子单元，每个缓存子单元具有对应的执行子单元，并且其中，所述输入子模块包括：

用于响应于该微指令缓存于所述多个缓存子单元中的第一缓存子单元，将该微指令和该操作数输入该第一缓存子单元所对应的第一执行子单元的子模块。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，每个微指令具有对应的功能标识，并且其中，所述写入模块包括：

用于针对所述多个微指令中的任意一个微指令，响应于第二执行子单元能够实现该微指令的功能标识所指示的计算功能，将该微指令写入所述第二执行子单元所对应的第二缓存子单元中的子模块。

14.根据权利要求8至13中任意一项所述的装置，其中，所述待处理指令为Vector指令。

15.一种芯片，所述芯片能够执行如权利要求1-7中任意一项所述的数据处理方法。

16.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方法。

17.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

18.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，所述计算机程序在被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。

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