MIPS CPU多線程技術解析

對于ImaginaTIon來說，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稱，這樣就確保不會浪費時間去渲染那些不會在屏幕上顯示的像素點。

同樣的，確保硬件資源的優化利用也是將多線程技術引入到MIPS CPU中的一個原因。自那以后，在嵌入式CPU市場中多線程便是MIPS CPU一個出色的特性。

盡管多線程已經出現很多年了，但是不管是CPU業內人士還是行業外的很多人都不是很清楚的理解多線程CPU所能帶來的好處。

為了向大家解釋，來自ImaginaTIon的David Lau編寫了一篇白皮書，他是MIPS部門軟件、架構和調試第二負責人，這篇白皮書對多線程技術進行了高層次的技術介紹，解釋了什么是多線程以及為什么比單線程處理器更具優勢。

從本質上看，多線程能夠讓CPU在每個時鐘周期完成更多的操作，這通常會帶來整體性能的提升。這種性能的增長主要出現在一些特定的場合，而且不同的多線程應用性能增長也有所不同，但是研究發現性能的增長范圍從15%至226%。

如下圖所示，多線程處理器能夠同時執行多個任務，而單線程只能等待數據，停滯不前。

圖1 單CPU流水線單線程的執行

圖2 單CPU流水線多線程的執行

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

Creator Ci40 IoT開發套件是基于雙核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開發套件支持細粒度硬件多線程

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