MIPS® MT ASE

多執行緒(同一個CPU上同時存在多個活動執行緒)是一種允許記憶體和執行延遲的技術，並可提高處理器功能單元的利用率。這種由英特爾推廣普及的技術又稱為超執行緒(Hyper-Threading)。在資料相關停頓(data-dependent stall)或快取丟失(cache miss)期間，透過切換執行緒，處理器管線能夠達到80-90%的利用率。MIPS MT ASE為MIPS架構的多執行緒實現提供了一個架構。

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  • 多執行緒是一種用來可在系統內產生最大吞吐量的執行模式
  • 允許多個軟體執行緒使用所有執行和記憶體頻寬，而非某個軟體執行緒停頓下來等待資源
  • 支援兩種MT模式：
    • 多個虛擬處理器，允許多個作業系統在一個實際CPU上同時執行
    • 多個執行緒環境(Thread Context)，其中單一軟體程式的多個執行緒可在一個實體CPU上同時執行
  • 服務品質(QoS)調度滿足即時要求
  • 執行緒在多核心系統中可重新分配
  • 程式碼只需少許變化或無需改變，系統吞吐量可立即提高20-40%
  • TC (Thread Context，執行緒環境)可複製使用者模式狀態，比如通用暫存器
  • VPE (Virtual Processor Elements，虛擬處理器元素)可複製特權模式狀態，比如TLB和有關中斷的狀態暫存器
  • 由硬體處理可運行執行緒的切換
    • 可實現執行緒間的精細切換，包括每一個CPU周期切換
    • 執行緒切換策略完全由客戶定義――可以是迴圈調度(Round-Robin)、加權迴圈調度、優先順序調度等
  • 由軟體控制可運行執行緒的建立和中止
  • 支援硬體事件(如中斷)中止或喚醒執行緒
  • 閘控儲存可用作執行緒之間的通訊通道――允許執行緒的資料驅動調度
  • 執行緒可標記為特權級別，這時其可存取另一個執行緒的資源
  • 支援類似於特殊VPE(向量處理單元) 的中斷
  • 提供軟體控制來啟動或停用每一個TC和VPE

See MIPS Run, Second Edition
Author: Sweetman, Dominic
Publisher: Morgan Kaufmann; 2 edition (October 31, 2006)
ISBN-10: 0120884216
ISBN-13: 978-0120884216

MIPS Assembly Language Programming
Author: Britton, Robert
Publisher: Prentice Hall; illustrated edition edition (June 7, 2003)
ISBN-10: 0131420445
ISBN-13: 978-0131420441

The Mips Programmer's Handbook
Author: Bunce, Philip; Farquhar, Erin
Publisher: Morgan Kaufmann; 1st edition (January 15, 1994)
ISBN-10: 1558602976
ISBN-13: 978-1558602977

Real-Time Embedded Multithreading Using ThreadX and MIPS
Author: Lamie, Edward
Publisher: Newnes; Pap/Cdr edition (December 26, 2008)
ISBN-10: 1856176312
ISBN-13: 978-1856176316

Computer Architecture, Fourth Edition: A Quantitative Approach
Authors: Hennessy, John; Patterson, David
Publisher: Morgan Kaufmann; 4 edition (September 27, 2006)
ISBN-10: 0123704901
ISBN-13: 978-0123704900