JP2020519979A - 設定可能な数のアクティブなコアを有する画像処理プロセッサおよびサポートする内部ネットワーク - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の分野は、全体的に、コンピューティングサイエンスに関し、より具体的には、設定可能な数のアクティブなコアを有する画像処理プロセッサおよびサポートする内部ネットワークに関する。
画像処理には、通常、アレイに編成された画素値の処理が伴う。ここで、空間的に編成された2次元アレイは、画像の2次元の特性をキャプチャする(さらなる次元として、時間(たとえば、一続きの2次元画像)およびデータ型(たとえば、色)を含み得る)。通常のシナリオでは、配列された画素値は、静止画像または動きを撮影するための一続きのフレームを生成したカメラによって提供される。従来の画像処理プロセッサは、通常、両極端に分かれる。
方法を説明する。この方法は、プロセッサ上で実行するためのオブジェクトコードの第1インスタンスを構成するステップを含む。プロセッサは、複数のコアと、内部ネットワークとを有する。内部ネットワークは、第1の数のコアを通信可能に連結することを可能にする第1構成で構成される。また、方法は、プロセッサの第2インスタンス上で実行するためのオブジェクトコードの第2インスタンスを構成するステップを含む。プロセッサの第2インスタンスの内部ネットワークは、異なる数のコアを通信可能に連結することを可能にする第2構成で構成され、プロセッサおよびプロセッサの第2インスタンス上で同じ位置にあるコアは、第1構成および第2構成についてそれぞれ同じネットワークアドレスを有する。また、上記方法を可能にするように設計された内部ネットワークを有するプロセッサについても説明する。
1.0 ユニークな画像処理プロセッサのアーキテクチャ
当技術分野において周知であるように、プログラムコードを実行するための基本的な回路構成は、実行ステージと、レジスタ空間とを含む。実行ステージは、命令を実行するための実行部を含んでいる。実行される命令のための入力オペランドがレジスタ空間から実行ステージに提供される。実行ステージが命令を実行することによって生成される結果は、レジスタ空間に書き戻される。
図5は、リングネットワークの実装形態およびネットワークリング上の各ノードに割り当てられる特定のアドレスをより詳細に示した、図3の画像処理プロセッサ500の実施形態を示す図である。図5に見られるように、リングネットワークは、マルチプレクサのペア506_1、506_2、および506_3を含み、異なる数のプロセッサのコア502_1〜502_8を使用可能にしている。ここで、画像処理プロセッサ500は、たとえば、異なるネットワーク構成(たとえば、後述する構成のうちのいずれか/すべて)のうちの特定の1つのネットワーク構成を実施または実現するようにマルチプレクサのチャネル選択値を判断する構成レジスタ空間(図5において図示せず)を含んでもよい。図5に見られるように、マルチプレクサのペアのAチャネルが選択された場合、リングは、引き続き前進して次のプロセッサコアのペアにつながる。対照的に、マルチプレクサのペアのBチャネルが選択された場合、リングは、次のプロセッサコアのペアを遮断するよう、「短絡する」。
図8a〜図8e〜図12は、上述した画像処理プロセッサおよび関連するステンシルプロセッサの様々な実施形態のより詳細な動作および設計を提供する図である。ライングループをステンシルプロセッサの関連するシート生成部にラインバッファ部が送るという図2の説明を思い返すと、図8a〜図8eは、ラインバッファ部201の解析アクティビティ、シート生成部203の細粒度の解析アクティビティ、およびシート生成部203に連結されるステンシルプロセッサ702のステンシル処理アクティビティの実施形態をハイレベルで示す図である。
上述した様々な画像処理プロセッサのアーキテクチャの特徴は、必ずしも従来の意味での画像処理に限られないため、画像処理プロセッサを新たに特徴付け得る(または、させ得ない)その他のアプリケーションに適用してもよいことを指摘することが適切である。たとえば、上述した様々な画像処理プロセッサのアーキテクチャの特徴のうちのいずれかが、実際のカメラ画像の処理とは対照的に、アニメーションの作成ならびに/または生成および/もしくは描画に使用される場合、画像処理プロセッサは、GPU(Graphics Processing Unit)として特徴付けられてもよい。これに加えて、上述した画像処理プロセッサアーキテクチャの特徴を、映像処理、ビジョンプロセッシング、画像認識および/または機械学習など、その他の技術用途に適用してもよい。このように適用すると、画像処理プロセッサは、(たとえば、コプロセッサとして)、(たとえば、コンピューティングシステムのCPU:Central Processing Unitまたはその一部である)より汎用的なプロセッサと統合されてもよく、または、コンピューティングシステム内のスタンドアロン型のプロセッサであってもよい。
(例1)画像処理プロセッサであって、
複数の処理コアと、
処理コア間で連結されたリングネットワークとを備え、リングネットワークは、処理コアの第1セットを連結する第1構成と、処理コアの第1セットおよび処理コアの第2セットを連結する第2構成とを提供し、第1構成および第2構成は、連続するシーケンスで各処理コアにネットワークアドレスを割り当て、第1構成および第2構成は、処理コアの第1セットに含まれる各処理コアに同一のネットワークアドレスを割り当て、リングを囲むように処理コアに割り当てられるネットワークアドレスは、連続するシーケンスとは異なる、画像処理プロセッサ。
プロセッサ上で実行するためのオブジェクトコードの第1インスタンスを構成するステップを含み、プロセッサは、複数のコアと内部ネットワークとを有し、内部ネットワークは、第1の数のコアを通信可能に連結することを可能にする第1構成で構成され、方法は、さらに、
プロセッサの第2インスタンス上で実行するためのオブジェクトコードの第2インスタンスを構成するステップを含み、プロセッサの第2インスタンスの内部ネットワークは、異なる数のコアを通信可能に連結することを可能にする第2構成で構成され、プロセッサおよびプロセッサの第2インスタンス上で同じ位置にあるコアは、第1構成および第2構成に対して同じネットワークアドレスを有する、非一時的な機械読み取り可能な記憶媒体。
プロセッサとは異なる数のコアを有する別のプロセッサ上で実行するためのオブジェクトコードの第3インスタンスを構成するステップをさらに含む、例10〜15のうちの少なくとも1つに記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
複数の処理コアと、
システムメモリと、
システムメモリと複数の処理コアとの間に配置されたシステムメモリコントローラと、
プログラムコードを含んだ非一時的な機械読み取り可能な記憶媒体とを備え、プログラムコードは、コンピューティングシステムによって処理されると、方法を実行させ、方法は、
プロセッサ上で実行するためのオブジェクトコードの第1インスタンスを構成するステップを含み、プロセッサは、複数のコアと内部ネットワークとを有し、内部ネットワークは、第1の数のコアを通信可能に連結することを可能にする第1構成で構成され、方法は、さらに、
プロセッサの第2インスタンス上で実行するためのオブジェクトコードの第2インスタンスを構成するステップをさらに含み、プロセッサの第2インスタンスの内部ネットワークは、異なる数のコアを通信可能に連結することを可能にする第2構成で構成され、プロセッサおよびプロセッサの第2インスタンス上で同じ位置にあるコアは、第1構成および第2構成のそれぞれに対して同じネットワークアドレスを有する、コンピューティングシステム。
Claims (29)
- 画像処理プロセッサであって、
複数の処理コアと、
処理コア間で連結されたリングネットワークとを備え、前記リングネットワークは、前記処理コアの第1セットを連結する第1構成と、前記処理コアの前記第1セットおよび前記処理コアの第2セットを連結する第2構成とを提供し、前記第1構成および前記第2構成は、連続するシーケンスで各処理コアにネットワークアドレスを割り当て、前記第1構成および前記第2構成は、前記処理コアの第1セットに含まれる各処理コアに同一のネットワークアドレスを割り当て、前記リングを囲むように前記処理コアに割り当てられる前記ネットワークアドレスは、前記連続するシーケンスとは異なる、画像処理プロセッサ。 - 前記画像処理プロセッサは、前記第1構成および前記第2構成を設定するためのレジスタ空間を備える、請求項1に記載のプロセッサ。
- 前記リングネットワークは、マルチプレクサのセットの第1チャネルの選択によって、前記リング上のさらなるノードを含めることを前記リングネットワークに許可させ、前記マルチプレクサのセットの第2チャネルの選択によって、前記さらなるノードを前記リングネットワークに排除させるよう、前記マルチプレクサのセットを含む、請求項1または2に記載のプロセッサ。
- 前記マルチプレクサのセットは、マルチプレクサのペアを含む、請求項3に記載のプロセッサ。
- 前記処理コアは、プログラムコードを実行する、先行する請求項のうちの少なくとも1項に記載のプロセッサ。
- 前記処理コアは、各々、実行レーンアレイと2次元シフトレジスタアレイとを備える、先行する請求項のうちの少なくとも1項に記載のプロセッサ。
- 画像処理プロセッサのアーキテクチャは、少なくとも1つのラインバッファ、少なくとも1つのシート生成部、および/または少なくとも1つのステンシル生成部を備える、先行する請求項のうちの少なくとも1項に記載のプロセッサ。
- ステンシル、特に、重なり合うステンシルを処理するように構成される、先行する請求項のうちの少なくとも1項に記載のプロセッサ。
- 前記実行レーンアレイよりも幅広い次元を有する、特に、前記実行レーンアレイの外側にレジスタが存在するシフトレジスタ構造を含むデータ演算部上で動作するように構成される、先行する請求項のうちの少なくとも1項に記載のプロセッサ。
- プログラムコードを含む非一時的な機械読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラムコードは、コンピューティングシステムによって処理されると、方法を実行させ、前記方法は、
プロセッサ上で実行するためのオブジェクトコードの第1インスタンスを構成するステップを含み、前記プロセッサは、複数のコアと内部ネットワークとを有し、前記内部ネットワークは、第1の数の前記コアを通信可能に連結することを可能にする第1構成で構成され、前記方法は、さらに、
前記プロセッサの第2インスタンス上で実行するための前記オブジェクトコードの第2インスタンスを構成するステップを含み、前記プロセッサの前記第2インスタンスの内部ネットワークは、異なる数のコアを通信可能に連結することを可能にする第2構成で構成され、前記プロセッサおよび前記プロセッサの前記第2インスタンス上で同じ位置にあるコアは、前記第1構成および前記第2構成に対して同じネットワークアドレスを有する、非一時的な機械読み取り可能な記憶媒体。 - 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記オブジェクトコードの前記第2インスタンスは、前記プロセッサおよび前記プロセッサの前記第2インスタンスのそれぞれ異なるコア上で実行される、請求項10に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
- 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスは、それぞれ異なるコアをベースアドレスからのオフセットとしてアドレス指定する、請求項10または11に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
- 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスを構成するステップは、前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスにそれぞれ異なるベースアドレスを設定するステップを含む、請求項10〜12のうちの少なくとも1項に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
- 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスのうちの一方は、より大きなアプリケーション内のコードのより小さいコンポーネントとして個々のプロセッサ上で実行され、前記より大きなアプリケーションは、別のプログラムのオブジェクトコードインスタンスを前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスのうちの前記一方と組み合わせることによって構成される、請求項10〜13のうちの少なくとも1項に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
- 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスのうちの他方は、スタンドアロンアプリケーションとして個々のプロセッサ上で実行される、請求項10〜14のうちの少なくとも1項に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
- 前記方法は、
前記プロセッサとは異なる数のコアを有する別のプロセッサ上で実行するための前記オブジェクトコードの第3インスタンスを構成するステップをさらに含む、請求項10〜15のうちの少なくとも1項に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。 - 前記方法は、少なくとも1つのラインバッファ、少なくとも1つのシート生成部、および/または少なくとも1つのステンシル生成部から構成される画像処理プロセッサのアーキテクチャ上で動作する、請求項10〜16のうちの少なくとも1項に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
- ステンシル、特に、重なり合うステンシルを処理するように構成される、請求項10〜17のうちの少なくとも1項に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
- 前記実行レーンアレイよりも幅広い次元を有する、特に、前記実行レーンアレイの外側にレジスタが存在するシフトレジスタ構造を含むデータ演算部上で動作するように構成される、請求項10〜18のうちの少なくとも1項に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
- コンピューティングシステムであって、
複数の処理コアと、
システムメモリと、
前記システムメモリと前記複数の処理コアとの間に配置されたシステムメモリコントローラと、
プログラムコードを含んだ非一時的な機械読み取り可能な記憶媒体とを備え、前記プログラムコードは、前記コンピューティングシステムによって処理されると、方法を実行させ、前記方法は、
プロセッサ上で実行するためのオブジェクトコードの第1インスタンスを構成するステップを含み、前記プロセッサは、複数のコアと内部ネットワークとを有し、前記内部ネットワークは、第1の数の前記コアを通信可能に連結することを可能にする第1構成で構成され、前記方法は、さらに、
前記プロセッサの第2インスタンス上で実行するための前記オブジェクトコードの第2インスタンスを構成するステップをさらに含み、前記プロセッサの前記第2インスタンスの内部ネットワークは、異なる数のコアを通信可能に連結することを可能にする第2構成で構成され、前記プロセッサおよび前記プロセッサの前記第2インスタンス上で同じ位置にあるコアは、前記第1構成および前記第2構成のそれぞれに対して同じネットワークアドレスを有する、コンピューティングシステム。 - 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記オブジェクトコードの前記第2インスタンスは、前記プロセッサおよび前記プロセッサの前記第2インスタンスのそれぞれ異なるコア上で実行される、請求項20に記載のコンピューティングシステム。
- 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスは、それぞれ異なるコアをベースアドレスからのオフセットとしてアドレス指定する、請求項20または21に記載のコンピューティングシステム。
- 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスを構成するステップは、前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスにそれぞれ異なるベースアドレスを設定するステップを含む、請求項20〜22のうちの少なくとも1項に記載のコンピューティングシステム。
- 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスのうちの一方は、より大きなアプリケーション内のコードのより小さいコンポーネントとして、個々のプロセッサ上で実行され、前記より大きなアプリケーションは、別のプログラムのオブジェクトコードインスタンスを前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスのうちの前記一方と組み合わせることによって構成される、請求項20〜23のうちの少なくとも1項に記載のコンピューティングシステム。
- 前記オブジェクトコードの前記第1インスタンスおよび前記第2インスタンスのうちの他方は、スタンドアロンアプリケーションとして個々のプロセッサ上で実行される、請求項20〜24のうちの少なくとも1項に記載のコンピューティングシステム。
- 前記プロセッサおよび前記プロセッサの前記第2インスタンスは、画像処理プロセッサである、請求項20〜25のうちの少なくとも1項に記載のコンピューティングシステム。
- 少なくとも1つのラインバッファ、少なくとも1つのシート生成部、および/または少なくとも1つのステンシル生成部を含むアーキテクチャを有する画像処理プロセッサを備える、請求項20〜26のうちの少なくとも1項に記載のコンピューティングシステム。
- ステンシル、特に、重なり合うステンシルを処理するように構成される、請求項20〜27のうちの少なくとも1項に記載のコンピューティングシステム。
- 前記実行レーンアレイよりも幅広い次元を有する、特に、前記実行レーンアレイの外側にレジスタが存在するシフトレジスタ構造を含むデータ演算部を備える、請求項20〜28のうちの少なくとも1項に記載の非一時的な機械読み取り可能な媒体。
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