KR101467558B1

KR101467558B1 - 그래픽데이터 처리 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101467558B1
Application number: KR1020070075273A
Authority: KR
Inventors: 정창권
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2014-12-01
Also published as: KR20090011574A; CN101354780A; US20090027403A1; CN101354780B; US8217951B2

Abstract

본 발명은 그래픽데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 먼저 그래픽데이터를 처리하도록 명령을 인가하는 CPU가 구비된다. 상기 CPU는 제1코어와 제2코어로 구성된 듀얼 코어 CPU인 것이 바람직하다. 그리고, 상기 인가된 명령에 따라 상기 그래픽데이터를 연산처리하는 GPU가 구비된다. 또한, 상기 CPU와 GPU의 자원(Resource) 사용률(이하 "처리량"이라 함.)을 체크하는 처리량 체크부가 구비된다. 상기 체크된 GPU의 처리량이 상기 GPU의 기준처리량보다 크고, 동시에 상기 CPU의 처리량이 상기 CPU의 기준처리량보다 작으면 상기 GPU와 CPU가 병렬로 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어하는 노오스 브릿지(North Bridge)가 구비된다. 반면에, 상기 노오스 브릿지는 상기 체크된 GPU의 처리량이 상기 GPU의 기준처리량보다 작고, 동시에 상기 CPU의 처리량이 상기 CPU의 기준처리량보다 크면 상기 GPU만이 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어한다. 이와 같은 본 발명에 의하면, GPU와 CPU의 사용률을 체크하여 처리될 그래픽데이터를 GPU에서만 처리하도록 하거나 또는 GPU와 CPU가 병렬로 처리하도록 하여 상기 GPU에 과부하가 걸리지 않게 되는 이점이 있다.

GPU, 듀얼 코어, SLI, SFR

Description

그래픽데이터 처리 장치 및 방법{A APPARATUS AND A METHOD OF GRAPHIC DATA PROCESSING}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 그래픽데이터 처리 장치의 구성도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 그래픽데이터 처리 방법의 흐름도.

도 3은 처리될 그래픽데이터를 일정 영역으로 분리하기 위한 화면 분할예시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 메모리 20 : 중앙처리유닛(CPU)

22 : 제1코어 24 : 제2코어

30 : 그래픽 카드 32 : 그래픽처리유닛(GPU)

40 : 처리량 체크부 50 : 노오스 브릿지(North Bridge)

60 : 이용자 선택부 70 : 데이터분리부

80 : 데이터결합부 90 : 디스플레이부

본 발명은 그래픽데이터 처리에 관한 것으로, 특히 GPU와 CPU의 사용률을 체크하여 처리될 그래픽데이터를 GPU에서만 처리하도록 하거나 또는 GPU와 CPU가 병렬로 처리하도록 하는 그래픽데이터 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 비디오 카드, 비디오 디스플레이 카드, 비디오 컨트롤러 등으로 불리기도 하는 그래픽 카드는 PC(Personal Computer) 시스템에서 발생된 디지털 정보를 아날로그 신호로 변환하여 디스플레이부로 전송하는 역할을 담당하고 있다.

최근 그래픽 카드는 2D에서 3D 그래픽 처리까지 그 기능이 확대됨에 따라 상기 PC 시스템에서의 그래픽 카드는 그 중요성이 더 커져만 가고 있다.

그러나, 상기 그래픽 카드의 성능은 그래픽처리유닛(Graphics Processing Unit; 이하 "GPU"라 함.)에 따라 결정되므로, 상기 GPU가 처리해야 하는 데이터량이 많아 과부하가 걸리면 상기 그래픽 카드의 처리속도가 떨어지게 된다.

이에 따라, PC 시스템의 성능이 아무리 뛰어나도 상기 GPU에 과부하가 걸려 처리가 늦어지면 상기 PC 시스템의 성능도 함께 떨어지는 문제점이 있다.

이에 본 발명의 목적은 GPU와 CPU의 사용률을 체크하여 처리될 그래픽데이터를 GPU에서만 처리하도록 하거나 또는 GPU와 CPU가 병렬로 처리하도록 하는 그래픽데이터 처리 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 그래픽데이터 처리 장치는, 듀얼 코어 CPU, 그래픽데이터를 연산처리하는 GPU, 상기 CPU와 GPU의 연산처리량을 체크하는 처리량 체크부, 그리고 상기 체크된 CPU와 GPU의 연산처리량과 상기 CPU와 GPU의 기준처리량을 각각 비교하고, 상기 비교결과에 따라 상기 CPU와 GPU가 상기 그래픽데이터를 병렬로 연산처리하거나 또는 상기 GPU만이 연산처리하도록 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

상기 제어부는 상기 비교결과 상기 GPU의 연산처리량이 상기 GPU의 기준처리량보다 작고, 동시에 상기 CPU의 연산처리량이 상기 CPU의 기준처리량보다 크면 상기 GPU에서만 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어한다.

상기 제어부는 상기 비교결과 상기 GPU의 연산처리량이 상기 GPU의 기준처리량보다 크고, 동시에 상기 CPU의 연산처리량이 상기 CPU의 기준처리량보다 작으면, 상기 GPU와 CPU가 병렬로 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어한다.

상기 제어부로부터 상기 그래픽데이터를 전달받고 상기 전달된 그래픽데이터를 분리하는 데이터분리부, 그리고 상기 분리된 그래픽데이터를 상기 GPU 및 CPU가 연산처리하면, 모니터에 디스플레이되도록 상기 연산처리된 그래픽데이터를 결합하는 데이터결합부를 더 포함하여 구성된다.

상기 제어부는 상기 CPU에서 처리된 그래픽데이터를 상기 데이터결합부로 전달한다.

상기 그래픽데이터를 상기 GPU에서만 연산처리할 것인지 또는 상기 GPU와 CPU가 병렬로 연산처리할 것인지를 수동적으로 선택할 수 있는 이용자 선택부를 더 포함하여 구성된다.

상기 제어부는 상기 처리량 체크부로부터 제공된 GPU 및 CPU의 연산처리량에 따라 상기 CPU의 코어 중 하나의 코어는 시스템 데이터를 처리하고, 다른 하나의 코어는 그래픽데이터를 처리하도록 GPU로 할당한다.

상기 연산처리량은 상기 그래픽데이터 또는 시스템 데이터를 처리하기 위한 사용률이다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 그래픽데이터 처리 방법은, 그래픽데이터를 처리하기 위한 명령이 인가되는 단계, 상기 인가된 명령에 따라 GPU 및 CPU의 연산처리량을 체크하는 단계, 상기 체크된 GPU 및 CPU의 연산처리량과 상기 GPU 및 CPU의 기준처리량을 각각 비교하는 단계, 그리고 상기 비교결과에 따라 상기 GPU와 CPU가 병렬로 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어하거나 또는 상기 GPU만이 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어하는 단계를 포함한다.

상기 제어 단계는, 상기 비교결과 상기 GPU의 연산처리량이 상기 GPU의 기준처리량보다 작고, 동시에 상기 CPU의 연산처리량이 상기 CPU의 기준처리량보다 크면 상기 GPU에서만 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어된다.

상기 제어 단계는, 상기 비교결과 상기 GPU의 연산처리량이 상기 GPU의 기준처리량보다 크고, 동시에 상기 CPU의 연산처리량이 상기 CPU의 기준처리량보다 작 으면 상기 GPU 및 CPU가 병렬로 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어한다.

상기 제어 단계는, 상기 CPU의 코어 중 하나의 코어가 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 할당하는 단계, 상기 할당된 코어와 GPU가 병렬로 연산처리하도록 상기 그래픽데이터를 분리하는 단계, 그리고 상기 분리된 그래픽데이터를 모니터를 통해 하나의 프레임으로 디스플레이될 수 있도록 결합하는 단계를 더 포함한다.

상기 분리 단계는, 상기 모니터의 전체 화면 중 분할된 일정 영역의 그래픽데이터를 분리한다.

상기 할당된 코어에 의해 연산처리된 그래픽데이터는 제어부를 통해 전달되고, 상기 GPU에 의해 연산처리된 그래픽데이터는 상기 GPU를 통해 각각 싱크(sync)를 맞추어 전달되는 단계를 더 포함한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 GPU와 CPU의 사용률을 체크하여 처리될 그래픽데이터를 GPU에서만 처리하거나 또는 GPU와 CPU가 병렬로 처리할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 의한 그래픽데이터 처리 장치를 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시 예를 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 메모리(10)를 액세스하여 각종 응용프로그램을 실행시키고 그에 해당하는 그래픽데이터를 처리하도록 명령을 인가하는 중앙처리유닛(Central Processing Unit; 이하 "CPU"라 함.)(20)이 구비된다. 상기 CPU(20)는 제1코어(22)와 제2코어(24)로 구성된 듀얼 코어(Dual Core) CPU인 것이 바람직하다. 상기 듀얼 코어 중 하나의 코어는 시스템 데이터를 연산처리하고 다른 하나의 코어는 후술하 는 노오스 브릿지(North Bridge)(50)의 제어에 따라 그래픽데이터를 연산처리하게 된다. 여기서, 상기 제2코어(24)가 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 할당되는 것으로 설명하겠다.

그리고, 상기 CPU(20)에 의해 인가된 명령에 따라 상기 노오스 브릿지(50)를 통해 상기 그래픽데이터를 제공받고 디스플레이부(90)에 출력되도록 영상신호로 변환하는 그래픽 카드(30)가 구비된다.

상기 그래픽 카드(30)에는 상기 제공된 그래픽데이터를 연산처리하는 그래픽처리유닛(Graphics Processing Unit; 이하 "GPU"라 함.)(32)이 구비된다.

또한, 상기 CPU(20)와 GPU(32)의 자원(Resource) 사용률(이하 "처리량"이라 함.)을 체크하는 처리량 체크부(40)가 구비된다. 예컨대, 상기 처리량 체크부(40)는 마이크로 소프트사에서 제공되는 윈도우즈(Windows)의 작업관리자와, 상기 그래픽 카드(30)에 대응되는 드라이버이다.

상기 처리량 체크부(40)로부터 체크된 GPU(32)와 CPU(20)의 처리량이 제공되면, 상기 제공된 GPU(32) 및 CPU(20)의 처리량과 미리 설정된 GPU(32)의 기준처리량(이하 "제1기준처리량"이라 함.)과 상기 CPU(20)의 기준처리량(이하 "제2기준처리량"이라 함.)을 각각 비교하는 노오스 브릿지(50)가 구비된다. 또, 상기 노오스 브릿지(50)는 상기 비교결과 상기 제공된 GPU(32)의 처리량이 상기 제1기준처리량보다 작고, 동시에 상기 제공된 CPU(20)의 처리량이 상기 제2기준처리량보다 크면 상기 GPU(32)만이 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어한다. 이와는 달리, 상기 노오스 브릿지(50)는 상기 비교결과 상기 제공된 GPU(32)의 처리량이 상기 제1 기준처리량보다 크고, 동시에 상기 제공된 CPU(20)의 처리량이 상기 제2기준처리량보다 작으면 상기 제2코어(24)와 GPU(32)가 병렬로 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 제어한다.

즉, 상기 노오스 브릿지(50)에 의해 상기 제2코어(24)가 GPU의 기능을 수행하도록 할당됨에 따라 상기 제2코어(24)와 GPU(32)는 상기 그래픽데이터를 병렬 연산처리하게 되는 것이다.

또, 상기 노오스 브릿지(50)의 제어에 따라 상기 제2코어(24)와 GPU가 상기 그래픽데이터를 병렬처리시, 상기 노오스 브릿지(50)는 데이터분리부(이하 "분리부"라 함.)(70)로 상기 그래픽데이터를 전달한다. 또, 상기 노오스 브릿지(50)는 상기 제2코어(24)에 의해 연산처리된 그래픽데이터를 데이터결합부(이하 "결합부"라 함.)(80)로 전달한다.

상기 분리부(70)는 상기 노오스 브릿지(50)로부터 상기 그래픽데이터가 전달되면 상기 전달된 그래픽데이터를 분리한다. 여기서, 상기 그래픽데이터 분리는 각 프레임을 일정 영역으로 2분할하고 상기 분할된 영역의 그래픽데이터를 각각 상기 제2코어(24)와 GPU(32)가 병렬로 연산처리하도록 하기 위한 것이다.

상기 결합부(80)는 상기 제2코어(24)와 GPU(32)를 통해 각각 연산처리된 그래픽데이터가 전달되면 상기 전달된 그래픽데이터를 결합한다.

그리고, 상기 GPU(32)만이 상기 그래픽데이터를 연산처리하거나 또는 상기 GPU(32)와 CPU(20)가 병렬로 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 이용자가 수동적으로 선택할 수 있는 이용자 선택부(60)가 구비된다. 여기서, 설명의 용이성을 위 해 상술하였듯이 상기 GPU(32)와 CPU(20)의 처리량에 따라 상기 GPU(32)만이 상기 그래픽데이터를 연산처리하거나 또는 상기 GPU(32)와 CPU(20)가 병렬로 상기 그래픽데이터를 연산처리하도록 자동적으로 할당되는 것으로 설명하겠다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 그래픽데이터 처리 방법을 도 2 및 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 2를 참조하면 응용프로그램 실행 명령에 따라 상기 CPU(20)는 메모리(10)를 액세스하여 연산처리를 수행하고, 그에 해당하는 그래픽데이터 처리 명령을 인가한다(S10).

그러면, 노오스 브릿지(50)는 상기 그래픽데이터를 그래픽 카드(80)로 전달한다.

상기 그래픽데이터가 상기 그래픽 카드(80)로 전달되면, 처리량 체크부(40)는 현재 구동중인 상기 GPU(32)와 CPU(20)의 처리량을 체크하고 상기 노오스 브릿지(50)로 체크된 상기 GPU(32)와 CPU(20)의 처리량을 지속적으로 전달한다(S20).

그에 따라, 노오스 브릿지(50)는 전달된 상기 GPU(32) 및 CPU(20)의 처리량과 미리 설정된 제1기준처리량 및 제2기준처리량을 각각 비교한다(S30). 여기서, 상기 미리 설정된 기준처리량은 이용자에 의해 설정되거나 또는 임의로 디폴트 값(default value)이 설정될 수 있다.

상기 제30단계에서, 비교결과 상기 GPU(32)의 처리량이 상기 제1기준처리량보다 크고, 동시에 상기 CPU(40)의 처리량이 상기 제2기준처리량보다 작으면 상기 노오스 브릿지(50)는 제2코어(24)가 GPU의 기능을 수행하도록 할당한다(S40). 이 때, 상기 노오스 브릿지(50)에 의해 상기 제2코어(24)가 GPU의 기능이 수행되도록 할당됨에 따라 상기 CPU(20)의 제1코어(22)는 시스템 데이터를 연산처리하고, 상기 제2코어(24)와 GPU(32)는 상기 그래픽데이터를 병렬로 연산처리하게 되는 것이다.

그리고, 상기 노오스 브릿지(50)는 상기 제2코어(24)가 상기 그래픽데이터를 처리하도록 할당됨에 따라 상기 그래픽데이터를 분리부(60)로 전달한다

상기 노오스 브릿지(50)로부터 상기 그래픽데이터가 전달되면, 상기 분리부(60)는 상기 제2코어(24)와 GPU(32)에서 각각 처리될 그래픽데이터를 분리한다(S60). 여기서, 상기 그래픽데이터 분리는 각 프레임을 일정 영역으로 2분할하고 상기 분할된 영역의 그래픽데이터를 각각 상기 제2코어(24)와 GPU(32)가 연산처리 하도록 하기 위한 것이다.

예컨대, 도 3은 그래픽데이터를 처리하기 위하여 2분할되는 화면 분할예시도가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 상기 분리부(60)는 상기 디스플레이부(80) 전체 화면이 가로 또는 세로로 2분할되도록 상기 그래픽데이터를 분리한다. 상기 분할된 영역 중 A영역의 그래픽데이터는 상기 제2코어(24)에 의해 연산처리가 수행되고, 상기 분할된 영역 중 B영역의 그래픽데이터는 상기 GPU(32)에 의해 연산처리가 수행되도록 상기 그래픽데이터를 분리하게 된다. 이는 지포스(Gforce)의 SLI(Scalable Link Interface)에서 화면을 랜더링하는 방식 중 SFR(Split Frame Rendering)과 동일한 방식이다.

상기 제50단계에서, 상기 분리부(60)에 의해 상기 분리된 그래픽데이터는 상기 노오스 브릿지(50)를 통해 상기 제2코어(24)와 GPU(32)로 각각 전달된다.

그러면, 상기 제2코어(24)와 GPU(32)는 각각 상기 전달된 그래픽데이터를 병렬로 연산처리를 수행한다(S60).

상기 제2코어(24)에 의해 연산처리된 그래픽데이터는 상기 노오스 브릿지(50)를 통해 결합부(70)로 전달되고, 상기 GPU(32)에 의해 연산처리된 데이터는 상기 GPU(32)를 통해 상기 결합부(70)로 전달된다. 이때, 상기 제2코어(24)와 GPU(32)는 싱크(sync)를 맞추어 출력하게 된다.

상기 출력된 그래픽데이터를 전달받은 상기 결합부(70)는 상기 디스플레이부(80)에 전체 화면으로 표시될 수 있도록 상기 그래픽데이터를 결합한다(S70). 만약 상기 그래픽 카드가 16배속 슬롯의 대역폭을 갖는다면, 상기 결합부(70)는 8배속 슬롯의 대역폭으로 나누어 각각 전달받고 상기 전달된 그래픽데이터를 결합하는 것이다.

상기 결합된 그래픽데이터는 상기 그래픽 카드(30)를 통해 디스플레이부(80)에 표시되게 된다(S80).

한편, 제30단계에서, 상기 비교결과 상기 GPU(32)의 처리량이 상기 제1기준처리량보다 작고, 동시에 상기 CPU(20)의 처리량이 상기 제2기준처리량보다 크면 상기 노오스 브릿지(50)는 상기 GPU(32)만이 상기 그래픽데이터를 처리하도록 제어한다(S32).

이와 같이 상기 실시 예에 설명되고 있는 본 발명은 GPU와 CPU의 사용률을 체크하여 처리될 그래픽데이터를 GPU에서만 처리하도록 하거나 또는 GPU와 CPU가 병렬로 처리하도록 하여 상기 GPU에 과부하가 걸리지 않게 되는 이점 있다.

이러한 본 발명의 범위는 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 그래픽데이터 처리 장치 및 방법에 따르면, GPU와 CPU의 사용률을 체크하여 처리될 그래픽데이터를 GPU에서만 처리하도록 하거나 또는 GPU와 CPU가 병렬로 처리하도록 하는 효과가 있다.

또한, 그래픽데이터를 GPU와 CPU가 병렬로 처리하도록 함에 따라 두 개의 그래픽 카드의 성능이 구현되어 비용 절감 및 부피 축소가 가능하다.

Claims

듀얼 코어 CPU와;

그래픽데이터를 연산처리하는 GPU;

상기 CPU와 GPU의 연산처리량을 체크하는 처리량 체크부;

체크된 CPU와 GPU의 연산처리량과 상기 CPU와 GPU의 기준처리량을 각각 비교하여, 상기 GPU의 연산처리량이 GPU의 기준처리량 보다 크고 동시에 상기 CPU의 연산처리량이 CPU의 기본처리량 보다 작으면, 상기 GPU와 CPU가 병렬로 그래픽 데이터를 연산 처리하도록 제어하는 제어부;

상기 제어부로부터 그래픽 데이터를 전달받아 GPU 및 CPU에서 각각 처리될 그래픽데이터를 분리하는 데이터 분리부; 그리고

상기 GPU 및 CPU에 의하여 각각 연산 처리된 그래픽데이터를 모니터에 디스플레이되도록 연산 처리된 그래픽데이터를 결합하는 데이터결합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그래픽데이터 처리 장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 그래픽데이터를 상기 GPU에서만 연산처리할 것인지 또는 상기 GPU와 CPU가 병렬로 연산처리할 것인지를 수동적으로 선택할 수 있는 이용자 선택부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 그래픽데이터 처리 장치.
삭제
제 1항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 연산처리량은 상기 그래픽데이터 또는 시스템 데이터를 처리하기 위한 사용률인 것을 특징으로 하는 그래픽데이터 처리 장치.
그래픽데이터를 처리하기 위한 명령이 인가되는 단계;

상기 인가된 명령에 따라 GPU 및 CPU의 연산처리량을 체크하는 단계;

체크된 GPU 및 CPU의 연산처리량과 상기 GPU 및 CPU의 기준처리량을 각각 비교하는 단계;

비교결과 상기 GPU의 연산처리량이 GPU 기준처리량 보다 크고, 동시에 CPU의 연산처리량이 CPU의 기준처리량 보다 작으면, 그래픽데이터를 분리하여 CPU의 코어 중의 하나의 코어와 GPU가 그래픽데이터를 병렬로 연산 처리하는 단계; 그리고

연산 처리된 분리된 그래픽데이터를 모니터를 통해 하나의 프레임으로 디스플레이될 수 있도록 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽데이터 처리 방법.
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제 9 항에 있어서, 그래픽데이터의 분리는,

상기 모니터의 전체 화면 중 분할된 일정 영역의 그래픽데이터를 분리하는 것을 특징으로 하는 그래픽데이터 처리 방법.
제 9 항에 있어서, 병렬로 처리된 그래픽데이터의 결합은,

상기 CPU의 코어에 의해 연산처리된 그래픽데이터는 제어부를 통해 전달되고, 상기 GPU에 의해 연산처리된 그래픽데이터는 상기 GPU를 통해 각각 싱크(sync)를 맞추어 전달되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽데이터 처리 방법.