Cs 303 Компьютерная архитектура Модуль Вопросы и ответы Перевод: английский русский

Реализовать аппаратную многопоточность (или) Объяснить аппаратную многопоточность

Аппаратная многопоточностьУвеличение использования процессора за счет переключения на другой поток, когда один поток остановлен.

• 
  НитьПоток включает в себя программный счетчик, состояние регистра и стек. Это легкий процесс; в то время как потоки обычно используют одно адресное пространство, процессы — нет.
  
• 
  ПроцессПроцесс включает один или несколько потоков, адресное пространство и состояние операционной системы.
  

Существует три основных подхода к аппаратной многопоточности.

1. 
   Мелкозернистая многопоточность
   
2. 
   Крупнозернистая многопоточность
   
3. 
   Одновременная многопоточность
   

Мелкозернистая многопоточность

• 
  Мелкозернистая многопоточностьпереключается между потоками для каждой инструкции, что приводит к чередующемуся выполнению нескольких потоков.
  
• 
  Это чередование часто выполняется в циклическом режиме, пропуская любые потоки, остановившиеся на этом тактовом цикле.
  
• 
  Чтобы сделать мелкозернистую многопоточность практичной, процессор должен иметь возможность переключать потоки в каждом такте. Преимущество
  
• 
  Это может скрыть потери пропускной способности, возникающие как из-за коротких, так и из-за длинных простоев, поскольку инструкции из других потоков могут выполняться, когда один поток останавливается.
  

Недостаток

• 
  Это замедляет выполнение отдельных потоков, поскольку поток, готовый к выполнению без остановок, будет задержан инструкциями других потоков.
  

Крупнозернистая многопоточность
Крупнозернистая многопоточность переключает потоки только в случае дорогостоящих простоев, таких как промахи кэша последнего уровня.

Преимущество:

• 
  Устраняет необходимость быстрого переключения потоков.
  
• 
  Не замедляет выполнение отдельных потоков, поскольку инструкции из других потоков будут выдаваться только тогда, когда поток сталкивается с дорогостоящей остановкой.