计算机组成原理（13）-----硬件多线程

目录

1.细粒度多线程

2.粗粒度多线程

3.同时多线程（SMT）

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在不支持硬件多线程的处理器中，若要进行线程的切换，就需要保存和恢复线程的运行环境（否则会出现数据覆盖引起的错误）。

但在支持硬件多线程的处理器中，设置了多个寄存器组，那么就可以将不同的线程放到不同的寄存器组中。线程1运行时使用线程1寄存器组的信息，线程2运行时使用线程2寄存器组的信息，这样就不需要保存和恢复线程的运行环境这一步骤了。

1.细粒度多线程

（1）细粒度多线程的各个时钟周期会轮流发射多个线程的指令

（2）由于每个时钟周期切换一次线程，线程的切换频率很快，所以称为细粒度多线程。

（3）线程切换代价较低。

（4）细粒度多线程中，指令级并行（多条指令并行执行），但是线程间不并行（同一时刻只有一个线程运行）。

2.粗粒度多线程

（1）连续几个时钟周期，都发射同一线程的指令序列，流水线阻塞时，切换另一个线程。

（2）只有流水线阻塞时才切换一次线程，切换频率较低，所以称为粗粒度多线程。

（3）线程切换代价较高，因为需要重载流水线。

（4）与细粒度多线程相同，指令级并行，但是线程间不并行。

3.同时多线程（SMT）

（1）一个时钟周期内同时发射多个线程的指令。

（2）同时多线程实现了指令级并行以及线程级并行，因为在同一时刻可以处理两个线程各自的指令。所以线程间是并行的，指令的执行也是并行的。

总结：