[发明专利]用于同步多线程的中央处理单元、方法、设备及存储介质

说明书

本公开提供了用于同步多线程(SMT)的中央处理单元、方法、设备及存储介质。该中央处理单元包括：资源分割寄存器，设置有资源分割寄存器值，该资源分割寄存器值对应于多个线程各自的静态分割先入先出队列的资源分割占比，其中多个线程各自的静态分割先入先出队列资源与多个线程共享的静态分割先入先出队列资源范围之间的比例分别为所述多个线程中的相应线程的资源分割占比；以及中央处理单元核，在该中央处理单元核上同步运行该多个线程，其中，该中央处理单元核被配置为基于该资源分割寄存器值所对应的多个线程各自的静态分割先入先出队列的资源分割占比来为该多个线程中的相应线程进行资源分割。与混合模式SMT或全静态分割SMT下的静态分割FIFO只能是每个线程平分FIFO相比，本公开的中央处理单元可以实现更多的资源分割方式和/或实现优先化SMT。

技术领域

本公开涉及同步多线程，并且更具体地，涉及用于同步多线程的中央处理单元、方法、设备及存储介质。

背景技术

同步多线程(Simultaneous Multi-Threading，SMT)技术是一个提高CPU整体性能的重要技术。它利用高性能CPU核的多发射、乱序执行等机制，来同时执行多个线程的指令，这样一个物理CPU核呈现给软件、操作系统是多个虚拟的CPU核。现代多发射的高性能CPU核在执行单线程时，它内部的多个执行单元及硬件资源在绝大部分时间无法被充分利用；当该线程由于某些原因(比如L2缓存丢失(miss)时)运行停顿时，硬件执行单元只能空转，这些都造成硬件资源的浪费、降低性能功耗比。在SMT下，当一个线程运行停顿时，其他线程仍然能够运行，这提高了硬件资源的利用率，从而提高了CPU核的多线程吞吐量、整体性能及性能功耗比。

发明内容

一方面，目前业界普遍使用的混合模式SMT或全静态分割模式SMT的静态分割资源是平分的，即每个线程平分资源，这种资源分割方式单一。另一方面，根据支持的最大活跃线程的个数，SMT可以被称为SMT2(最多两个活跃线程)、SMT4(最多四个活跃线程)等等。需要注意的是，由于要和其他线程共享CPU核资源，运行在SMT下的线程的性能往往低于其单线程下的性能。需要一种优化的SMT技术。

本公开的实施例的一方面公开了一种用于同步多线程的中央处理单元，包括：资源分割寄存器，设置有资源分割寄存器值，该资源分割寄存器值对应于多个线程各自的静态分割先入先出队列的资源分割占比，其中多个线程各自的静态分割先入先出队列资源与多个线程共享的静态分割先入先出队列资源范围之间的比例分别为所述多个线程中的相应线程的资源分割占比；以及中央处理单元核，在该中央处理单元核上同步运行该多个线程，其中，该中央处理单元核被配置为基于该资源分割寄存器值所对应的多个线程各自的静态分割先入先出队列的资源分割占比来为该多个线程中的相应线程进行资源分割。

例如，根据本公开的实施例提供的中央处理单元，其中，该中央处理单元核被配置为通过以下步骤来基于该资源分割寄存器值所对应的多个线程各自的静态分割先入先出队列的资源分割占比来为该多个线程中的相应线程进行资源分割：调整用于标识该多个线程各自的静态分割先入先出队列的可用资源范围的指针的位置，使得该多个线程各自的该可用资源范围的占比等于该多个线程中的相应线程的静态分割先入先出队列的资源分割占比，其中该多个线程各自的静态分割先入先出队列的可用资源范围与该多个线程共享的静态分割先入先出队列的可用资源范围之间的比例分别为该多个线程中的相应线程的可用资源范围的占比。

例如，根据本公开的实施例提供的中央处理单元，其中，该指针包括第一指针和第二指针，该第一指针标识该多个线程中的一个线程的静态分割先入先出队列的第一个可用条目，该第二指针标识该多个线程中的该一个线程的静态分割先入先出队列的最后一个可用条目，其中，该第一指针的位置和该第二指针的位置之间的区域为该一个线程的静态分割先入先出队列的可用资源范围，并且该调整包括调整该第一指针和该第二指针中的至少一个。

例如，根据本公开的实施例提供的中央处理单元，其中，该多个线程各自的静态分割先入先出队列的资源分割占比不完全相等。