[发明专利]用于同步多线程的中央处理单元、方法、设备及存储介质

说明书

本公开提供了用于同步多线程(SMT)的中央处理单元、方法、设备及存储介质。该中央处理单元包括：优先化线程调度寄存器，设置有优先化线程调度寄存器值；以及中央处理单元核，在该中央处理单元核上同步运行多个线程，其中，该中央处理单元核被配置为：基于该优先化线程调度寄存器值确定该多个线程各自被执行的概率，并且基于所确定的该多个线程各自被执行的概率来执行该多个线程中的相应线程。本公开的中央处理单元可以实现预设的线程调度和/或优先化线程调度。

技术领域

本公开涉及同步多线程，并且更具体地，涉及用于同步多线程的中央处理单元、方法、设备及存储介质。

背景技术

现代CPU核内部一般有多个流水阶段，比如分支预测(Branch prediction)、指令提取(Instruction fetch)、指令解码(Decode)、指令分发与重命名(Dispatch andRename)、指令执行(Execute)，指令退出(Retire)等。为了支持高运行频率，每一个流水阶段又可能包含多个流水级。同步多线程(Simultaneous Multi-Threading，SMT)的一个重要特点是在同一个时钟周期，同一个指令执行流水级内的指令可以来自多个线程；而在其他流水阶段，往往一个时钟只选择、处理一个线程的指令。因此，在这些阶段，就需要从多个线程中选择一个来传递到下一个流水阶段，这叫做线程调度。线程调度的选择对SMT整体性能、功耗、线程之间的公平性有重要影响。

发明内容

需要一种优化的SMT技术，以实现预设的线程调度和/或优先化线程调度。

本公开的实施例的一方面公开了一种用于同步多线程的中央处理单元，包括：优先化线程调度寄存器，设置有优先化线程调度寄存器值；以及中央处理单元核，在该中央处理单元核上同步运行多个线程，其中，该中央处理单元核被配置为：基于该优先化线程调度寄存器值确定该多个线程各自被执行的概率，并且基于所确定的该多个线程各自被执行的概率来执行该多个线程中的相应线程。

例如，根据本公开的实施例提供的中央处理单元，其中，该中央处理单元核被配置为通过以下步骤来基于该优先化线程调度寄存器值确定该多个线程各自被执行的概率：基于该优先化线程调度寄存器值确定该多个线程各自被执行的预设次数，其中该多个线程各自被执行的预设次数与该多个线程中的所有线程被执行的预设次数的总和之间的比值分别为该多个线程中的相应线程被执行的概率；并且其中该中央处理单元核被配置为通过以下步骤来基于所确定的该多个线程各自被执行的概率来执行该多个线程中的相应线程：基于所确定的该多个线程各自被执行的预设次数来执行该多个线程中的相应线程。

例如，根据本公开的实施例提供的中央处理单元，该中央处理单元核被配置为通过以下步骤来基于该优先化线程调度寄存器值确定该多个线程各自被执行的预设次数：将该优先化线程调度寄存器值设置为分别对应于该多个线程的多个数值，并且将该多个数值中的各个数值分别设置为该多个线程中的相应线程被执行的预设次数；或者将该优先化线程调度寄存器值设置为单个数值并将该单个数值设置为该多个线程中的优先化线程被执行的预设次数，并且设置至少一个系统默认数值并将该至少一个系统默认数值中的各个系统默认数值分别设置为该多个线程中的至少一个非优先化线程中的相应非优先化线程被执行的预设次数，其中该至少一个系统默认数值中的各个数值均小于该单个数值。

例如，根据本公开的实施例提供的中央处理单元，其中，该中央处理单元核被配置为通过以下步骤来基于所确定的该多个线程各自被执行的预设次数来执行该多个线程中的相应线程：执行该多个线程中的第一线程；判断该第一线程被执行的次数是否为该第一线程的相应预设次数；以及响应于该第一线程被执行的次数为该第一线程的相应预设次数，执行第二线程。