今天来讲讲MIPS多线程技术(多线程工作)

2023-03-08 15:30:09

 

MIPS CPU架构架构自1986年发布以来,为行业发展做出了巨大贡献2005年,MIPS架构首次引入多线程技术,该技术为MIPS成为CPU IP授权市场上引人注目的CPU架构奠定了重要基础自与34K一同发布以来,多线程便成为了众多MIPS CPU的支柱技术,例如1004K、interAptiv以及最新的I6400和I6500等Warrior内核。

在此期间,基于MIPS多线程处理器内核的SoC出货量超过了7亿片这也是该技术令MIPS从同类产品中脱颖而出什么是多线程?为何其如此重要?从本质上来说,多线程的设计旨在最大限度提高CPU内核的使用效率在系统运行过程中,CPU不会一直处于完全占用状态,这是因为数据与指令缓存缺失或功能块被其他任务占用。

一旦发生上述任何情况,当前线程的工作便会停滞这种情形下,CPU在保持等待的同时开始其他工作就显得很有必要了这就像高端超跑迈凯伦P1一样,例McClaren P1,其电动引擎用于“填补”因涡轮迟滞而留下的功率空白,从而使跑车始终保持最高性能。

在CPU中实现硬件多线程功能需要使用少量其他硬件,不过就像多核架构一样,作为一种并行执行环境,多线程带来的实际性能优势可能有所不同,具体取决于运行的应用和软件任务针对一些软件的工作负载,采用多线程可将软件性能提升一倍以上。

因此,在嵌入式系统中,就硅面积和整机功耗这两项关键指标而言,多线程通常比多核更加高效

多线程技术提供的零延迟环境切换极大地提升了虚拟化性能多线程还有一大关键优势:它能够实现虚拟化的所有潜力多线程技术提供的零延迟环境切换极大地提升了虚拟化性能关于这一点,我们认为这将为SoC供应商、原始设备制造商(OEM)以及运营商带来显著的效益。

同时,这对于确定性实时嵌入式系统中的低延迟中断响应而言也是一大优势哪些产品和应用使用了多线程MIPS处理器?在过去几年里,有很多公司在大量的应用中使用了多线程MIPS处理器联网MIPS多线程CPU特别适用于联网和通信处理,这主要得益于即时环境切换——凭借该功能,MIPS多线程CPU在处理实时虚拟机等任务时非常高效。

因此,联网毫无疑问是MIPS CPU的一个非常重要的应用领域在过去几年里,我们对多家厂商的各种基于MIPS的联网处理器进行了深入探讨下面举几个例子:Ikanos Fusiv® Vx575——Ikanos(现已被高通收购)的多模网关处理器系列,用于智能家庭网关。

Ikanos Fusiv Vx575处理器采用双核多线程MIPS interAptiv CPUAltair FourGee-3802——Altair(现已被索尼收购)的LTE-Advanced基带处理器,符合3GPPP Release 10。

基于MIPS的FourGee-3100芯片组还用于多款Chromebook笔记本电脑,例如惠普Chromebook 11和华硕Chromebook 13.3雷凌科技(Ralink Technology)(2011年被联发科收购),以Wi-Fi芯片组而闻名,且采用了34K和1004K多线程产品。

基于MIPS 34K多线程CPU的RT6856被广泛用于众多知名品牌的家用无线路由器中,例如华硕、友讯(D-Link)、领势(Linksys)和合勤(ZyXEL)此外,雷凌的芯片组(如TC3162(U))也广泛用于华硕、友讯、华为以及普联(TP-Link)等公司的xDSL路由器/调制解调器中。

Lantiq VRX220和MELT集成设备控制器——现属于英特尔旗下的领特公司(Lantiq),长期以来一直使用多线程MIPS CPU领特之前还发布了搭载MIPS interAptiv CPU的电信运营商级GRX350处理器。

消费类多媒体过去几年里,松下、LG等品牌的数字电视搭载了晨星半导体(MStar)的SoC,而34K MIPS CPU则广泛用于这些SoC中企业存储MIPS在企业存储市场也有一席之地:博安思通信(PMC-Sierra)利用多线程功能为其企业服务器专用maxRAID架构提供极具竞争力的性能。

PMC表示:“凭借MIPS多线程功能,我们可以开发性能更高、功耗更低的解决方案,以满足客户需求”汽车Valens发布了面向数字媒体传输的HDBaseT技术标准,并采用了MIPS多线程CPUHDBaseT可通过以太网实现高带宽数字通信,减少了对造价更昂贵的HDMI的需求。

该技术已普遍用于联网家庭MIPS因受到Mobileye的青睐而在汽车行业占据了举足轻重的地位Mobileye是ADAS(高级驾驶辅助系统)领域的全球领导者,目前大部分ADAS都采用了Mobileye的技术。

自2006年发布EyeQ2以来,Mobileye便一直使用包括34K、interAptiv和1004K在内的MIPS多线程CPU,比如Mobileye在2018年发布的EyeQ5便采用了I6500 CPU。

电装(Denso)是日本最知名的汽车零部件制造企业之一电装正在研究如何利用MIPS的多线程功能来提升需要在超低包络功率下具有超强计算能力的嵌入式应用的性能物联网Creator Ci40物联网中心开发板使用了运行频率为550MHz的多线程MIPS interAptiv CPU。

相较于其他hobby-focussed开发板,其性能更具优势,同时这也意味着Creator Ci40能够成为可伸缩物联网项目的最佳选择上文中所提到的白皮书详细阐述了物联网Ci40使用多线程的优势

结论如本文所述,十余年来,MIPS多线程CPU已广泛应用于不同领域、不同类型的产品之中,并且这一势头仍将延续随着我们从LTE转向下一代技术,即在MIPS I6400和I6500内核中支持同步多线程技术,多线程也会成为5G高速增强移动宽带等众多新一代应用程序的理想选择。

此外,MIPS多线程CPU还可以用于许多移动设备的LTE调制解调器中凭借独特的多线程功能,尤其是在联网和汽车等领域,MIPS CPU将继续提供极具吸引力的性能和功效,并为电子行业提供广泛的生态系统支持


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