[發明專利]線程調度方法、配置方法、微處理器、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202011492666.5
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112612585B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 胡世文;薛大慶
• 申請（專利權）人: 海光信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/38
• 代理公司: 上海知錦知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 高彥

本申請提供線程調度方法、配置方法、微處理器、裝置及存儲介質，應用于支持流水線技術及并發多線程的微處理器；線程調度方法包括：在線程調度節點到來時，基于調度節點所預先配置的線程調度算法得到目標線程；其中，所述線程調度算法與所述線程調度節點的類型關聯；對所述目標線程進行調度。本申請方案可實現優化混合模式SMT下的運行效率，彌補目前混合模式SMT中優化的線程調度策略的缺失。

技術領域

本申請實施例涉及集成電路技術領域，尤其涉及線程調度方法、配置方法、微處理器、裝置及存儲介質。

背景技術

并發多線程(Simulate MultiThreading，SMT)技術是一個提高中央處理器(CPU)整體性能的重要技術。它利用高性能的物理CPU核的多發射、亂序執行等機制，來同時執行多個線程的指令。一個物理CPU核呈現給軟件、操作系統可以是多個虛擬的CPU核。

相比于單線程，SMT技術能改善高性能CPU的資源利用效率。具體舉例來說，現代多發射的高性能CPU核在執行單線程時，它內部的多個硬件執行單元及硬件資源(如存儲資源，寄存器等)在絕大部分時間無法被充分利用。例如，當某個線程由于某些原因，比如二級緩存(L2 Cache)缺失(Miss)時運行停頓時，硬件執行單元只能空轉，這些都造成硬件資源的浪費、降低性能功耗比。然而，在SMT模式下，當一個線程運行停頓時，其他線程仍然能夠運行，這提高了硬件資源的利用率，從而提高了CPU核的多線程吞吐量、整體性能及性能功耗比。

現代CPU核工作中采用流水線(Pipeline)形式，流水線一般有多個流水階段，比如分支預測階段(Branch prediction)、指令提取階段(Fetch Instruction)、指令解碼階段(Instruction Decode)、指令分發階段(Instruction Dispatch)、指令執行階段(Instruction Execute)、及指令退役階段(Instruction Retire)等。在這些流水階段，可能需要從多個線程中選擇一個來傳遞其指令到后一個流水階段，此被稱為“線程調度”。線程調度的選擇對SMT整體性能、功耗、線程之間的公平性有重要影響。

SMT內部硬件資源分配有不同的方式。常用的方式例如有：全靜態分割(AllStatically Partitioned)，即所有硬件資源根據SMT所支持活躍線程數量等分；全動態共享，即所有硬件資源由所有線程動態共享；混合模式，即部分硬件資源由所有線程動態共享，而另外部分資源靜態分割等。

最常用的SMT的線程調度算法是輪詢調度(Round Robin)算法，即在某個線程調度節點，每時鐘選擇一個不同的線程。這種方法在多種資源配置模式下都可以使用。但是由于并未考慮多個線程執行狀況及其資源使用情況，它往往不是最優的方法，無法全面提高系統性能。

對混合模式SMT，目前尚無有針對性的、優化的線程調度算法被提出。輪詢調度算法可用，但不是最優，而且活躍線程個數越多，其性能、公平性越差。由于靜態分割資源的存在，混合模式SMT內部流水級被分割為相對獨立的多塊，因此針對全動態共享模式的調度算法也不適用于混合模式SMT。

因此，如何找到一種針對混合模式SMT的優化的線程調度算法，以填補此方面的缺失，已成為業界亟待解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例中提供線程調度方法、配置方法、微處理器、裝置及存儲介質，解決現有技術中的問題。