美普思發表多執行緒核心 提升嵌入式處理器效能

2006-05-24
為了解決單執行緒的處理器常有許多執行周期閒置的問題,採用多執行緒(Multi-threading)是可行方式之一。目前英特爾(Intel)與昇陽電腦(Sun Microsystems)皆已有採用多執行緒技術的處理器產品,但並不對外授權多執行緒技術。日前,處理器核心智財權(IP)業者美普思科技(MIPS Technology)則發表一款可授權的多執行緒嵌入式處理器核心IP,並獲得多家業者採用。
為了解決單執行緒的處理器常有許多執行周期閒置的問題,採用多執行緒(Multi-threading)是可行方式之一。目前英特爾(Intel)與昇陽電腦(Sun Microsystems)皆已有採用多執行緒技術的處理器產品,但並不對外授權多執行緒技術。日前,處理器核心智財權(IP)業者美普思科技(MIPS Technology)則發表一款可授權的多執行緒嵌入式處理器核心IP,並獲得多家業者採用。  

由於處理器核心運算速度隨著半導體製程的進化而持續加快,然而記憶體的存取速度卻無法同步提升。美普思科技大中華地區技術總監王聰賢表示,處理器的運算速度目前以每兩年兩倍的速度增加,而DRAM的存取速度,卻需要六年才能加倍,因此造成DRAM的速度趕不上處理器,浪費許多處理器時脈等待記憶體,也因而增加功耗。  

美普思此次發表的34K系列核心能設定一或兩個虛擬處理元件,執行緒內容(Thread Context)最多則可設定至五個。當虛擬處理元件為兩個時,可在同一個處理器上同時執行兩個獨立的作業系統,或是一個雙路的對稱式多重處理器作業系統(SMP)。若是設定為五個執行緒,則可在一個作業系統中同時執行五個執行緒。多執行緒技術讓一個處理器可以同時處理多個執行緒,充分利用處理器的空窗期,如此一來可以有效利用處理器時脈,在不增加晶片尺寸與功耗的情況下增加運算能力。美普思日前發表的多執行緒處理器核心,則可供客戶依據使用需求而事先決定組態,可選擇至多兩個虛擬處理元件,以及至多五個執行緒。  

王聰賢比較該公司較早期之單執行緒處理器核心24KE與此次發表之34K核心,在34K核心使用兩個執行緒的情況下,運算速度即比24KE提升60%,而處理器占用面積只增加了14%。在使用模式上,多執行緒處理器可以用於多種產品,例如用於多功能事務機,可用一個執行緒來執行列印工作,另一執行緒則同時負責掃描,如此即可加快速度。  

用於網路路由器時,則可設定為五個執行緒,將一個處理器虛擬為五個,分別執行封包處理、對照表、虛擬私有網路、防火牆,以及加密等工作,如此一來,有助於降低系統成本。若使用於數位電視機上盒,則可利用兩個執行緒與兩個虛擬處理元件,同時執行兩個作業系統,分別處理控制功能與編解碼功能。  

(詳細圖表請見新通訊64期6月號)  

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