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地址相关术语表 

英文英文全称中文解释详细说明
VMVirtual Memory虚拟内存通过地址映射将物理内存抽象化,为进程提供独立的地址空间,实现内存隔离与保护
PTPage Tables页表操作系统用于实现虚拟地到物理地址映射的数据结构,通常分层存储。
PDPage Directory页目录多级页表中的顶级结构,指向二级页表(如 PTE 或 PTB)
PTEPage Table Entry页表项页表中的最小单位,存储虚拟页与物理页帧的映射关系及访问权限
PTBPage Table Block页表块一组连续的页表项,用于提高大内存区域的地址转换效率。
PDE0Page Directory Entry Level 0一级页目录项指向 PTB 的页目录项,用于 4KB 小页映射
PDE1Page Directory Entry Level 1二级页目录项指向 PDE0 的页目录项,用于 2MB 或 4MB 大页映射
PDE2Page Directory Entry Level 2三级页目录项指向 PDE1 的页目录项,用于 1GB 超大页映射(仅 64 位系统支持)
PGDPage Global Directory页全局目录页全局目录包含若干页上级目录的地址
PUDPage Upper Directory页上级目录页上级目录包含若干页中间目录的地址
PMDPage Middle Directory页中间目录页中间目录又包含若干页表的地址
SVMShared Virtual Memory共享虚拟内存

GPU 与 CPU 通过 IOMMU 共享进程虚拟地址空间,简化内存管理并提高数据传输效率

ATSAddress Translation Service地址转换服务PCI-SIG 规范,允许 PCI 设备通过 IOMMU 请求虚拟地址到物理地址的转换,结果存入 IOTLB
ATCAddress Translation Cache地址转换缓存存储地址转换结果的高速缓存,减少重复查询
UTCUnified Translation Cache统一转换缓存整合 GPU 虚拟内存管理(GPUVM)和地址转换缓存(ATC)的机制
IOTLBI/O Translation Look-aside BufferI/O 转换旁路缓冲外设(如 GPU)中的缓存,存储预转换的地址映射,加速数据访问
PRIPage Request Interface页面请求接口用于处理页错误(page fault)并请求缺失页面的机制
IOMMUinput/output memory namanger unitio mmu外设访问主存时使用的地址转换单元,将外设请求使用的虚拟地址转换为主存的物理地址
active_cu_numberActive Compute Unit Number活跃计算单元数量系统上处于活跃状态的计算单元数量。根据板卡配置,活跃计算单元的数量可能少于 SE * SH * CU 的理论值。
BACOBus Alive, Chip Off总线活跃、芯片关闭一种硬件状态,表示总线保持活跃但芯片处于关闭状态,用于低功耗管理。
BOCOBus Off, Chip Off总线关闭、芯片关闭硬件状态,总线和芯片均处于关闭状态,是更低功耗的工作模式。
CEConstant Engine常数引擎GPU 中的一种引擎,用于处理恒定数据或特定计算任务。
CIKSea Islands海岛架构AMD 的一种 GPU 架构代号,属于 Southern Islands 系列的后续演进。
CBColor Buffer颜色缓冲区用于存储图像颜色信息的内存区域,是图形渲染的关键组件。
CPCommand Processor命令处理器负责解析和执行 GPU 命令的硬件单元,管理任务调度。
CPLIBContent Protection Library内容保护库用于实现数字内容版权保护的软件组件,确保视频等内容的安全传输和播放。
CSCommand Submission命令提交向 GPU 提交渲染或计算命令的过程,触发硬件执行任务。
CSBClear State Indirect Buffer清除状态间接缓冲区用于存储状态清除指令的缓冲区,帮助重置 GPU 硬件状态。
CUCompute Unit计算单元GPU 的基本计算单元,包含多个流处理器,负责执行并行计算任务。
DBDepth Buffer深度缓冲区存储像素深度信息的缓冲区,用于 3D 渲染中的可见性判断。
DFSDigital Frequency Synthesizer数字频率合成器生成特定频率时钟信号的硬件模块,用于控制 GPU 工作频率。
ECPEnhanced Content Protection增强型内容保护升级的内容保护机制,提供更高安全级别的数字版权管理。
EOPEnd Of Pipe/Pipeline管线末端GPU 渲染管线的最后阶段,负责完成像素处理和输出。
FLRFunction Level Reset功能级重置仅重置 GPU 特定功能模块的状态,而不影响整体系统运行。
GARTGraphics Address Remapping Table图形地址重映射表GPU 使用的虚拟内存页表,将系统资源(内存或 MMIO 空间)重映射到 GPU 地址空间,便于硬件访问。该名称源自 AGP 时代,沿用至今。
GCGraphics and Compute图形与计算同时支持图形渲染和通用计算的 GPU 架构设计。
GDSGlobal Data Share全局数据共享GPU 中多个计算单元可访问的共享内存区域,用于数据交换。
GEGeometry Engine几何引擎负责处理 3D 图形中的几何变换、顶点计算等任务的硬件单元。
GMCGraphic Memory Controller图形内存控制器管理 GPU 与系统内存数据交互的控制器,控制数据读写操作。
GPUVMGPU Virtual MemoryGPU 虚拟内存GPU 的内存管理单元(MMU),支持多个虚拟地址空间,实现内存保护和资源重映射,供驱动和应用使用。
GTTGraphics Translation Tables图形转换表通过 TTM 管理的内存池,为 GPU 提供系统资源(内存或 MMIO 空间)的访问能力,可映射到 GART 或进程级页表。
IHInterrupt Handler中断处理程序处理 GPU 硬件中断的软件模块,响应设备状态变化。
HQDHardware Queue Descriptor硬件队列描述符描述 GPU 硬件队列属性和任务信息的数据结构,用于任务调度。
IBIndirect Buffer间接缓冲区存储命令或数据指针的缓冲区,GPU 通过读取间接缓冲区获取实际任务内容。
IMUIntegrated Management Unit集成管理单元提供电源管理支持的硬件模块,负责 GPU 的功耗控制和状态监控。
IPIntellectual Property blocks知识产权模块GPU 中具有特定功能的独立硬件模块,如计算单元、内存控制器等。
KCQKernel Compute Queue内核计算队列操作系统内核管理的 GPU 计算任务队列,处理通用计算请求。
KFDKernel Fusion Driver内核融合驱动AMD 开发的驱动组件,实现 CPU 与 GPU 的协同工作,管理异构计算资源。
KGQKernel Graphics Queue内核图形队列内核管理的图形任务队列,处理图形渲染命令。
KIQKernel Interface Queue内核接口队列用于内核与 GPU 硬件交互的接口队列,传输控制指令。
MCMemory Controller内存控制器管理系统内存与 GPU 数据交换的硬件组件,控制数据读写操作。
MCBPMid Command Buffer Preemption命令缓冲区中段抢占在命令缓冲区执行过程中进行抢占的机制,用于任务优先级管理。
MEMicroEngine (Graphics)微引擎(图形)GPU 中用于特定图形处理任务的小型引擎,辅助主渲染管线。
MECMicroEngine Compute微引擎计算专用于通用计算任务的微引擎,优化计算密集型工作负载。
MESMicroEngine Scheduler微引擎调度器管理微引擎任务分配和执行顺序的调度组件。
MMHUBMulti-Media HUB多媒体中心整合多种多媒体处理功能的硬件模块,支持视频编解码等操作。
MQDMemory Queue Descriptor内存队列描述符描述内存访问队列属性的数据结构,用于管理 GPU 内存操作。
PAPrimitive Assembler / Physical Address图元汇编器 / 物理地址前者用于生成图形图元,后者指内存实际物理地址。
PFPPre-Fetch Parser (Graphics)预取解析器(图形)提前获取并解析图形命令的硬件单元,优化指令执行效率。
PPLibPowerPlay LibraryPowerPlay 库AMD 的电源管理组件,负责 GPU 的功耗调节和性能优化。
PSPPlatform Security Processor平台安全处理器独立的安全处理单元,负责系统安全验证和加密操作。
RBRender Backends渲染后端又称 ROPs(光栅操作处理器),负责像素着色、混合等最终渲染步骤。
RLCRunList Controller运行列表控制器GPU 中的辅助引擎,参与电源管理和 SR-IOV 等功能,名称源自历史设计。
SCScan Converter扫描转换器将图形数据转换为像素格式的硬件模块,用于 2D/3D 渲染。
SDMASystem DMA系统直接内存访问允许外设直接访问系统内存的技术,减少 CPU 干预。
SEShader Engine着色器引擎负责执行着色器程序的硬件单元,处理顶点、像素等渲染计算。
SGPRScalar General-Purpose Registers标量通用寄存器存储标量数据的通用寄存器,用于标量计算任务。
SHSHader array着色器阵列多个着色器单元的集合,组成 GPU 的核心计算资源。
SISouthern Islands南岛架构AMD 早期的 GPU 架构代号,广泛应用于 Radeon 系列显卡。
SMU/SMCSystem Management Unit / System Management Controller系统管理单元 / 系统管理控制器负责系统级电源管理和硬件监控的组件,控制 GPU 工作状态。
SPI (AMDGPU)Shader Processor Input着色器处理器输入向着色器核心提供数据输入的接口模块,处理指令和数据加载。
SRLCSave/Restore List Control保存 / 恢复列表控制管理硬件状态保存和恢复列表的控制单元,用于上下文切换。
SRLGSave/Restore List GPM_MEM保存 / 恢复列表(GPM 内存)存储 GPM 内存相关状态的列表,用于状态恢复。
SRLSSave/Restore List SRM_MEM保存 / 恢复列表(SRM 内存)存储 SRM 内存相关状态的列表,用于状态恢复。
SSSpread Spectrum扩频技术通过扩展信号频率范围减少电磁干扰的技术,用于硬件设计。
SXShader Export着色器导出将着色器计算结果输出到后续处理阶段的接口模块。
TATrusted Application可信应用在安全环境中运行的应用程序,基于硬件信任根实现安全功能。
TCTexture Cache纹理缓存存储纹理数据的高速缓存,减少内存访问延迟,提升渲染性能。
TOCTable of Contents目录存储数据结构或命令索引的表格,便于快速查找和访问。
UMSCHUser Mode Scheduler用户模式调度器在用户空间运行的任务调度组件,管理 GPU 应用任务。
UVDUnified Video Decoder统一视频解码器支持多种视频格式解码的硬件模块,优化视频播放体验。
VCEVideo Compression Engine视频压缩引擎用于视频编码压缩的硬件单元,减少数据传输和存储开销。
VCNVideo Codec Next下一代视频编解码器支持最新视频编码标准的硬件模块,如 H.265、AV1 等。
VGPRVector General-Purpose Registers向量通用寄存器存储向量数据的通用寄存器,用于并行计算和图形处理。
VMIDVirtual Memory ID虚拟内存 ID标识 GPU 虚拟地址空间的唯一标识符,用于内存隔离和保护。
VPEVideo Processing Engine视频处理引擎对视频数据进行后处理的硬件模块,如缩放、降噪等操作。
XCCAccelerator Core Complex加速器核心复合体整合多个计算核心的硬件单元,优化异构计算性能。
XCPAccelerator Core Partition加速器核心分区将 GPU 计算核心划分为独立分区的机制,支持多任务并行处理。
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  1. 多级页表结构:PDE0 → PDE1 → PDE2 构成三级页表层级,适用于不同大小的内存页(4KB/2MB/1GB),减少页表占用空间。
  2. SVM 技术:通过 IOMMU(输入 / 输出内存管理单元)实现异构计算设备(如 GPU)与 CPU 的内存统一寻址,避免数据拷贝开销。
  3. 应用场景:现代操作系统(如 Linux、Windows)普遍采用多级页表和 SVM 技术优化内存管理,提升系统性能。
  4. ATS 与 IOTLB 的关系:ATS 是规范,定义了设备如何请求地址转换;IOTLB 是实现该规范的硬件缓存,类似 CPU 中的 TLB。
  5. UTC 的作用:通过统一管理 GPU 和 CPU 的地址转换缓存,减少数据传输延迟,提升异构计算性能。
  6. PRI 的应用:当 GPU 访问未映射的虚拟地址时,通过 PRI 向操作系统请求加载对应物理页,避免程序崩溃。

虚拟化相关术语表

术语英文全称中文解释详细说明
GPUGraphics Processing Unit图形处理器(显卡)专门用于图形渲染和并行计算的处理器,具备强大的浮点运算能力
CUDACompute Unified Device Architecture统一计算设备架构英伟达 2006 年推出的并行计算平台和 API 模型,支持 GPU 通用计算
VT/VT-xIntel Virtualization Technology英特尔虚拟化技术-x 表示 x86 架构 CPU 的虚拟化扩展,提供硬件级虚拟化支持(如 VMX 指令)
VT-dIntel Virtualization Technology for Devices英特尔设备虚拟化技术支持 I/O 设备直接分配给虚拟机,减少 I/O 虚拟化开销(如 PCI 设备直通)
SVMAMD Secure Virtual MachineAMD 安全虚拟机技术AMD 等效于 Intel VT-x 的虚拟化技术,提供硬件辅助的虚拟机隔离和安全特性
EPTExtended Page Tables扩展页表Intel VT-x 的页表虚拟化技术,支持二级地址转换(Guest→Host 物理地址)
NPTNested Page Tables嵌套页表AMD SVM 的页表虚拟化技术,功能类似于 Intel EPT,优化虚拟机内存访问效率
SR-IOVSingle Root I/O Virtualization单根 I/O 虚拟化PCI-SIG 2007 年标准,允许单个 PCIe 设备创建多个虚拟功能(VF),提高设备利用率
PFPhysical Function物理功能SR-IOV 中的物理 PCIe 设备,负责管理虚拟功能(VF)的创建和配置
VFVirtual Function虚拟功能SR-IOV 中轻量级虚拟 PCIe 设备,共享 PF 的硬件资源,无需完全虚拟化
MMIOMemory-Mapped I/O内存映射 I/O通过将设备寄存器映射到内存地址空间,CPU 使用内存指令直接访问设备
CSRControl & Status Register控制与状态寄存器设备上用于配置操作(控制)和报告状态的寄存器,通常通过 MMIO 访问
UMDUser Mode Driver用户态驱动程序运行在用户空间的驱动,如 CUDA 的 libcuda.so,通过系统调用与内核驱动通信
KMDKernel Mode Driver内核态驱动程序运行在内核空间的底层驱动,如 nvidia.ko,负责设备初始化和硬件交互
GVAGuest Virtual Address来宾虚拟地址虚拟机内部的虚拟地址,由虚拟机操作系统管理
GPAGuest Physical Address来宾物理地址虚拟机内部的物理地址,实际对应宿主机的一部分物理内存或内存映射
HPAHost Physical Address宿主机物理地址宿主机操作系统可见的物理内存地址
IOVAI/O Virtual AddressI/O 虚拟地址设备(如 GPU)发出的 DMA 操作使用的地址,通过 IOMMU 转换为物理地址
PCIe TLPPCIe Transaction Layer PacketPCIe 事务层数据包PCIe 总线传输的基本单位,包含地址、数据和控制信息
BDFBus/Device/Function总线 / 设备 / 功能 IDPCIe 设备的唯一标识符,格式为 "总线号:设备号。功能号"(如 00:01.0)
MPTMediated Pass-Through中介直通一种设备虚拟化方式,允许虚拟机通过中间层共享物理设备资源
MDEVMediated Device中介设备Linux 内核中 MPT 的实现,通过 mdev 框架创建和管理虚拟设备实例
PRMProgramming Reference Manual编程参考手册硬件厂商提供的详细技术文档,包含寄存器定义、指令集和编程接口规范。
MIGMulti-Instance GPU多实例 GPUNVIDIA Ampere 架构高端 GPU(如 A100)支持的硬件分区技术,允许将 GPU 划分为多个独立实例
  1. 虚拟化技术对比

    • Intel VT-x(EPT)与 AMD SVM(NPT)提供类似的 CPU 虚拟化功能
    • VT-d 与 SR-IOV 共同优化 I/O 设备虚拟化性能
  2. 内存地址转换路径
    GVA → GPA → HPA(通过 EPT/NPT 实现)
    IOVA → HPA(通过 IOMMU 实现,如 VT-d 支持)

  3. GPU 驱动架构
    UMD(用户态) → KMD(内核态) → 硬件(PCIe 设备)
    例如:CUDA 应用 → libcuda.so → nvidia.ko → GPU

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