片上處理器與多核系統
阿新 • • 發佈：2019-02-18
多執行緒支援多個執行緒以重疊方式共享單個處理的功能單元，但是開發執行緒級並行的一般方法是使用多處理器。
實現多執行緒的硬體方法主要有三種：
- 細粒度多執行緒， Fine-grained (interleaved) multithreading，每個時鐘週期之間執行一個程序切換，採用輪詢的方式。好處是：能夠隱藏長短停頓而導致的吞吐損失；不足是：減緩了個體程序的執行速度。
- 粗粒度多執行緒， Coarse-grained multithreading，僅發生在成本較高的停頓時才切換程序，克服吞吐量損失的能力十分有限。
- 同步多執行緒SMT，Simultaneous multithreading ，是細粒度多執行緒的更進一步，指令集可以在相同週期在多個執行緒中進行切換。
處理器能力的差異：不支援多執行緒的超標量——支援粗粒度多執行緒的超標量——支援細粒度多執行緒的超標量——支援同步多執行緒的超標量。
超標量：
| A | A | A | |
|---|---|---|---|
| A | A | A | A |
| A | A | ||
| A | A |
粗粒度：
| A | A | A | ||
|---|---|---|---|---|
| A | A | A | A | |
| A | A | |||
| B | B | B | ||
| B | B | B | B | |
| B | B | B | B | B |
細粒度：
| A | A | A | ||
|---|---|---|---|---|
| B | B | B | B | |
| A | A | |||
| B | B | B | B | B |
| A | A | A |
同步多執行緒：
| A | A | A | B | B | B |
|---|---|---|---|---|---|
| B | B | B | B | A | A |
| A | B | B | B | B | B |
| B | B | B | A | A | A |
| A | A | A | |||
| B | B | B | A | A |
CMP和SMT
CMP,片上多處理器，將多個計算核心整合在一個處理器晶片上，從而提高計算能力。
SMT 比CMP的資源利用率高，在克服延遲方面具有優勢。
多核SMT和單核SMT
單核SMT:指令級別的並行，為了更快的執行任務必須增加時鐘頻率，能耗和熱損非常大，越來越耗時的設計；
多核SMT：執行緒級別的並行，在同一個晶片上整合多核。