圖形流水線狀態的快速重新配置制造技術

提供了用于將資源綁定到與圖形流水線中的著色器相關聯的特定槽的技術和方法。可確定由每一著色器利用的資源之間的資源依賴性，并且基于這些資源依賴性，可計算公共資源／槽關聯。每一公共資源／槽關聯標識了要與特定的一個槽相關聯的特定的一個資源。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】圖形流水線狀態的快速重新配置祖旦 冃豕在屏幕上渲染并顯示三維(3-D)圖形通常涉及許多運算和計算。在簡單 的圖形系統中，這一計算根據中央處理單元(CPU)和圖形處理單元(GPU) 的某一等級的協作或共享處理來發生。在一個示例性場景中，在處理了指令并 且在CPU中發生了某些初始計算之后，將定義要渲染的對象的一組坐標點或 頂點存儲在視頻存儲器中以供圖形流水線中的GPU進一步處理。當圖形程序 員經由一組可用的圖形API來開發圖形應用程序時，該程序員一般指示要由一 組算法元素來處理的一組頂點。該數據被發送到圖形流水線，且每一頂點通過 圖形流水線中一組固定的GPU子單元來流傳送。稱為鑲嵌器(tesselator)的這 些子單元之一根據被設計成有效地覆蓋所表示的對象的表面的預定算法將圖 形數據分成簡單的多邊形。之后，有時稱為著色器或"著色器程序"的一個或 多個可編程著色器單元可以處理該數據并對圖形數據執行專門的操作。著色器 可包括例如，頂點著色器、幾何著色器和像素著色器。單個著色器可以接收著色器常量的不同組合，并且取決于所提供的特定著 色器常量的組合，由著色器生成的輸出將變化。這些著色器常量可以指定，例 如如何組合像素、如何讀入和讀出數據、以及在紋理的情況下如何從該紋理中 提取值。著色的過程是計算密集型的，并且是復雜的過程。當這些特定著色器 在圖形流水線中操作時，由于發生在每一階段的操作，存在有規律的瓶頸。"狀態"指的是由著色器程序解釋的資源。在任何給定實例下，圖形流水 線包含大量的動態狀態(渲染狀態、著色器、著色器常量變量、資源/存儲器綁 定等)。狀態的不同組合允許各種模擬材料和視覺效果。該狀態的一個分量是在執行著色器程序之前需要被綁定到GPU的一組著 色器常量。由于用于實現圖形流水線的硬件在任何給定實例下可以僅處于一種 配置，因此期望的是減少設置狀態(例如，著色器常量)和向GPU發出命令 所花費的時間。某些著色器利用了保存著色器常量的組或聚集的常量緩沖區(而非常量寄 存器)。常量緩沖區可以允許更迅速地將著色器常量設置到GPU，因為著色器常量的聚集被分組在一起。盡管有這些進步，但是仍期望高效地管理狀態以避免冗余的求值和設備狀 態修改。例如，期望提供用于高效地安排在不同著色器處使用的常量緩沖區(或 其它資源)以便更高效地將狀態設置到GPU的技術。概述提供了用于重新配置包括多個資源的依賴性樹的技術。該依賴性樹跟蹤不 同著色器資源之間的關系或依賴性。每一特定資源被綁定到該依賴性樹中的父 對象的槽。根據這些技術，掃描該依賴性樹中的每一依賴性，并且計算與該依 賴性樹的每一不同重新配置(著色器的重新映射或重新構建)相關聯的成本。依賴性樹的每一重新配置改變特定資源(CB)所綁定到的具體槽。然后可以選擇減少或最小化用于在更高級狀態之間轉換的設備重新配置的數量的該依 賴性樹的特定重新配置。換言之，可以選擇最小化需要重新綁定以在當前加載 的著色器之間轉換/切換的槽的數量的依賴性樹的特定重新配置。在一個實現 中，這些技術可以對于離線內容生成和存儲來執行(例如，如果著色器設置是 事先已知的，則分析著色器，重新映射依賴性，然后將著色器保存回盤)。在 一個替換實現中，在應用程序運行時/加載時動態地執行該方法(例如，如果著 色器設置事先未知)。提供本概述以便以簡化的形式介紹將在以下詳細描述中進一步描述的一 些概念。本概述并不旨在標識出所要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也 不旨在用于限制所要求保護的主題的范圍。附圖簡述用于優化圖形流水線的性能的系統和方法參考附圖來進一步描述，附圖中附圖說明圖1是表示具有其中可實現本專利技術的各種計算設備的示例性網絡環境的框圖；圖2是表示其中可實現本專利技術的示例性非限制計算環境的框圖； 圖3示出了包括圖形子單元的示例性圖形系統，該圖形子單元包括圖形處 理單元(GPU)和用于相關聯的圖形流水線的示例性硬件配置。圖4是表示公共著色器核的硬件和軟件組件的示例性、非限制性實施例的框圖5A示出了依賴性樹的示例性、非限制性框圖5B是示出一個示例性、非限制性圖形流水線中多個常量緩沖區對多個 不同著色器程序的分配的示例性、非限制性框圖6示出了圖形流水線中用于最優地將資源綁定到與著色器相關聯的特 定槽的示例性、非限制性流程圖7示出了用于計算公共資源/槽關聯的示例性、非限制性流程圖8示出了用于確定資源/槽綁定的示例性、非限制性流程圖；以及圖9示出了用于計算關于將每一資源綁定到第一個槽的成本的示例性、非限制性流程圖。 詳細描述以下詳細描述本質上僅是示例性的，而非旨在限制本專利技術或本申請以及本 專利技術的用途。在此使用的詞語"示例性"意味著"用作示例、實例或說明"。 在此被描述為"示例性"的任何實現并不一定要被解釋為相比其它實現更優選 或有利。以下所描述的所有實現都是被提供來使本領域的技術人員能夠做出或 使用本專利技術的示例性實現，而非旨在限制由所附權利要求書所定義的本專利技術的 范圍。此外，沒有任何意圖受到以上背景、簡要概述或以下詳細描述中所提出 的任何所表達的或蘊含的理論的綁定。術語如此處所使用的，術語"著色器"可用于一般指GPU中執行著色的硬件 子單元，或指被下載到GPU的、隨后被加載到例如寄存器存儲等存儲器的、 由著色器(硬件)用來執行著色的指令或令牌集。術語"著色器"也可以指一 起工作的兩者。在結合術語"著色器"還使用了術語"子單元"的情況下，術7的是GPU中執行與著色相關聯的處理的子單元。 術語"著色器程序" 一般可以指駐留并運行在圖形流水線中、可用于在3D屏 幕上環境中幫助確定/定義圖像或對象的最終的屏幕上表面特性的計算機程序 或進程。"著色器"可以每秒執行十億次計算，以執行其特定任務。如此處所使用的，術語"資源"可以指著色器程序使用的輸入，并且可包 括例如紋理、采樣器、常量緩沖區、或著色器程序所使用的任何其它資源。如此處所使用的，術語"著色器常量"可以指被饋送到著色器程序的不同 參數或變量，其允許著色器程序基于所使用的特定著色器常量來產生不同結 果。著色器程序可以接收關于每一著色器常量的一定范圍的不同值。著色器常 量變量在該著色器的調用期間不改變值。概覽提供了用于跟蹤著色器常量的運行時使用模式，然后生成關于著色器常量 的使用模式的使用模式數據的技術。該使用模式數據然后可以被饋送到優化算 法以有效地布置數據以獲得給定特定試探下的最大性能。所考慮的因素包括， 例如值的客戶機更新的頻率、特定著色器的使用、以及所得緩沖區的大小和數示例性聯網和分布式環境本領域的普通技術人員可以理解，本專利技術可以結合任何計算機或可作為計 算機網絡的一部分來部署的其它客戶機或服務器設備來實現，或可在分布式計 算環境中實現。在這一點上，本專利技術涉及任何計算機系統或環境，其具有任意 數目的存儲器或存儲單元，以及發生在任意數目的存儲單元或巻上的任意數目 的應用程序和進程，它們可結合根據本專利技術的用于圖形流水線的非限制性實現 的過程來使用。本專利技術可應用于具有部署在具有遠程或本地存儲的網絡環境或 分布式計算環境中的服務器計算機和客戶計算機的環境。本專利技術也可應用于具有編程語言功能、用于生成、接收和發送關于遠程或本地服務的信息的解釋和 執行能力的獨立計算設備。在游戲環本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于將資源綁定到與圖形流水線（３８４′－１）中的著色器（５８４′－１）相關聯的特定槽的方法（６００），包括：　確定由每一著色器利用的資源之間的資源（４１３－４１５）依賴性（６２０）；以及　基于所述資源（４１３－４１５）依賴性 ，計算公共資源／槽關聯（６３０），其中每一公共資源／槽關聯標識了所述資源（４１３－４１５）中要與所述槽中的特定一個槽相關聯的特定一個資源。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：R馬爾科維奇，R斯里尼瓦桑，S格拉森伯格，
申請(專利權)人：微軟公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]