MIPS CPU多線(xiàn)程技術(shù)解析

對于ImaginaTIon來(lái)說(shuō)，充分利用可用的硬件資源是我們的設計準則。我們的圖形處理器以基于貼圖的延遲渲染架構著(zhù)稱(chēng)，這樣就確保不會(huì )浪費時(shí)間去渲染那些不會(huì )在屏幕上顯示的像素點(diǎn)。

同樣的，確保硬件資源的優(yōu)化利用也是將多線(xiàn)程技術(shù)引入到MIPS CPU中的一個(gè)原因。自那以后，在嵌入式CPU市場(chǎng)中多線(xiàn)程便是MIPS CPU一個(gè)出色的特性。

盡管多線(xiàn)程已經(jīng)出現很多年了，但是不管是CPU業(yè)內人士還是行業(yè)外的很多人都不是很清楚的理解多線(xiàn)程CPU所能帶來(lái)的好處。

為了向大家解釋?zhuān)瑏?lái)自ImaginaTIon的David Lau編寫(xiě)了一篇白皮書(shū)，他是MIPS部門(mén)軟件、架構和調試第二負責人，這篇白皮書(shū)對多線(xiàn)程技術(shù)進(jìn)行了高層次的技術(shù)介紹，解釋了什么是多線(xiàn)程以及為什么比單線(xiàn)程處理器更具優(yōu)勢。

從本質(zhì)上看，多線(xiàn)程能夠讓CPU在每個(gè)時(shí)鐘周期完成更多的操作，這通常會(huì )帶來(lái)整體性能的提升。這種性能的增長(cháng)主要出現在一些特定的場(chǎng)合，而且不同的多線(xiàn)程應用性能增長(cháng)也有所不同，但是研究發(fā)現性能的增長(cháng)范圍從15%至226%。

如下圖所示，多線(xiàn)程處理器能夠同時(shí)執行多個(gè)任務(wù)，而單線(xiàn)程只能等待數據，停滯不前。

圖1 單CPU流水線(xiàn)單線(xiàn)程的執行

圖2 單CPU流水線(xiàn)多線(xiàn)程的執行

然而不是所有的多線(xiàn)程都是相等的，正如白皮書(shū)中解釋的那樣，有多種不同的實(shí)現方式，比如粗粒度多線(xiàn)程、細粒度多線(xiàn)程和同步多線(xiàn)程（SMT）。

Creator Ci40 IoT開(kāi)發(fā)套件是基于雙核550MHz InterApTIv MIPS處理器設計的，支持細粒度硬件多線(xiàn)程。而最新最高級的MIPS CPU如Warrior系列I6400和I6500則支持SMT。

基于InterApTIv MIPS處理器的Creator Ci40 IoT開(kāi)發(fā)套件支持細粒度硬件多線(xiàn)程

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英文鏈接： https://imgtec.com/blog/hardware-multi-threading-primer/