摘要：随着生产工艺的提高,芯片上能集成越来越多的晶体管,多线程技术也逐步成为一种主流的处理器体系结构技术,而多线程处理器的软硬件接口也就成为急需解决的问题.在分析同时多线程的软件需求的基础上,提出龙芯2号同时多线程处理器的软硬件接口协同设计解决方案,给出相应的操作系统实现方案.同时,在Linux2.4.20的基础上实现了龙芯2号同时多线程处理器相应的操作系统.通过运行SPEC CPU2000等测试程序进行性能评测,充分说明实现软硬件接口的龙芯2号同时多线程处理器极大地提高了多进程负载的性能.分析和设计方案不仅适用于同时多线程处理器,而且对于片内多核处理器的设计也有借鉴作用.

摘要：提出了适合龙芯2号处理器的同时多线程处理器模型,并介绍了具体的微体系结构设计以及相应的Linux操作系统的实现方案.通过在设计的龙芯2号同时多线程处理器上启动Linux操作系统,并运行应用程序,例如SPEC CPU2000,进行性能评测.结果表明,龙芯2号同时多线程处理器通过挖掘线程级并行性,将龙芯2号处理器的性能提高了31.1%.

摘要：同时多线程(SMT)是一种延迟容忍的体系结构,它在每个周期内可以执行多个线程的多条指令.在SMT处理器上,对于片上共享存储这个复杂的结构资源,至今还没有很好的共享和冲突解决方案.本文着重研究了在多个并发执行的线程间划分共享Cache所存在的问题,指出基于LRU策略的传统Cache会根据需要隐式地划分共享Cache,这在某些情况下会导致全局性能的下降.针对这一问题并且考虑到SMT处理器上对Cache访问带宽的需求,本文提出采用一种多模块多体的Cache结构设计方案.并且在一个修改过的SMT模拟器上对该设计方案进行了性能评价.实验结果显示,相比于基于LRU策略的传统Cache,这一结构可以将一个4路SMT处理器的IPC提高9%.

摘要：同时多线程处理器SMT(Simultaneous Multi-Threading)是用于图形、图像及数字信号处理的一种可以实现指令级并行(ILP)和线程级并行(TLP)的轻核处理器.针对这种处理器提出了一种结构简单的动态指令调度器,用于避免四个活跃线程中指令间的结构冲突和对一些特殊指令的不同要求的调度.结果表明,SMT处理器中的指令调度器通过调度各线程的执行先后顺序,四个线程被选中的概率均接近25%.

摘要：同时多线程技术结合了超标量处理器与多线程处理器两者的优点,通过增加很少的硬件资源,把一个物理核映射为多个逻辑核,成为一种研制高性能处理器的重要途径。重点介绍了同时多线程处理器出现的原因、优点、基本组成结构、当前的研究成果及影响,并探讨了当前同时多线程技术的发展趋势。

摘要：同时多线程(SMT)技术是目前微处理器体系结构的研究热点之一。为了支持对 SMT 技术和基于 SMT 核的单芯片多处理器(CMP)体系结构技术的深入研究,我们在广泛使用的超标体系结构模拟器 SimpkScalar 的基础上.通过对 SMT 结构的关键特性进行适当的抽象,开发了一个 SMT 体系结构模拟器 OpenSMT。本文介绍了该模拟器主要的设计思想和实现方法,包括多个线程上下文结构的表示、超标量流水线各个阶段的模拟,以及模拟器设计和实现时需要解决的几个关键问题等。初步的应用研究表明,与现有可免费获得的研究用 SMT 模拟器相比,该模拟器能够较好地平衡模拟性能、灵活性和精度三个基本设计目标.实现了执行驱动、易于扩展指令集结构、艮好的用户接口、灵活的软件结构、适宜评估更广泛的 SMT、体系结构设计空间等设计要求。

摘要：同时多线程(SMT)技术允许来自多个线程的不相关指令同时执行,实现线程级并行与指令级并行相结合,提升处理器的性能。在SMT设计中,运用体系结构模拟器进行实现性分析与正确性验证。以申威多核功能模拟器为基础,提出申威SMT功能模拟器设计方法,并实现申威SMT功能模拟器。模拟结果表明了申威SMT功能模拟器设计实现的正确性,并基于申威SMT功能模拟器构建RTL级实时验证平台,在处理器设计验证领域具有较高的应用价值。

摘要：针对传统ALU存在较大硬件资源浪费的缺点,提出了一种指令执行并行度宽、资源利用率高的同时多线程ALU。同时多线程ALU由7个并行的部件组成。每个部件高效的执行两个线程的指令。这种由7个部分组成的分布式ALU提高了指令并行执行的宽度,大大降低了水平浪费和垂直浪费。对微处理器ALU进行功能验证与仿真,并用综合工具完成逻辑综合。

摘要：多核同时多线程处理器(SMT_PAAG)是用于图形、图像及数字信号处理的一种多核处理器。基于这种处理器提出了一种硬件线程调度器,该调度器采用同时多线程技术,最多可同时执行四个线程,支持八个线程阻塞模式下的快速上下文切换。这样避免了因阻塞带来的等待问题,能够有效提高处理器的工作效率和资源利用率。通过在处理器上运行图形处理算法进行性能评测。结果表明,SMT-PAAG处理器通过挖掘指令级并行和线程级并行,将处理器的性能提高了69.25%。

摘要：多核系统是当今处理器发展的主方向,如何合理高效进行任务调度,确保全部处理核心处于有效工作状态是当今多核系统研究的一个重要方向.多核任务调度的关键难点在于发掘任务并行性,为解决这一问题,本文借鉴指令级多线程思想,结合多核系统中任务的粗粒度特性,提出了一种新型的粗粒度多线程多核体系结构,建立了多线程取指策略、资源分配策略和线程切换机制,同步完成了这一结构多线程调度器电路设计.围绕此调度器构建了一个粗粒度多核计算平台,并在FPGA芯片上进行硬件实现,实验结果表明,该设计方案相对于单线程使多核计算平台的任务并行度平均提高约34.29%.