多核心多執行緒時代已經到來

多核心和多執行緒是處理器的未來發展趨勢。多執行緒就是把單一核心上的最大性能發揮出來，而多核心則是將整個系統運算能力發揮到極致。在高性能處理器中，有很多性能本身其實並未被完全利用，而是被浪費了。有了多執行緒，就能充分利用每個單一處理器的所有性能。再加上多核心，就能提升整體性能。我相信未來將會看到許多應用同時結合多核心與多執行緒處理器。

多核心對於提升整體性能雖具效益，但效率相對較低。例如設計一個四核心系統，每個核心都只有一個執行緒，當然每個核心的性能都能達到最大化；但即使這四個核心的性能都達到最大化，也就只有4個達到峰值的處理器核心。如果能擁有4個多執行緒的處理器核心，這樣就能達到8個或更多單執行緒的核心性能總和。也就是說，多核心能使整體的性能達到頂峰，而多執行緒能夠顯著提高單一核心的性能。

多核心實際上是同一個核心的複製，通常是連接在同一個元件的同一條匯流排上。通常人們說多核心時，指的是多個獨立的核心共享相同的記憶體，或者記憶體可以同步，這種記憶體同步可確保資料的準確性。這一點至關重要，但實行起來也較困難。如今MIPS的很多應用都採用多核心，未來我們將提供一種協調管理器，以便有效管理多核心作業。

目前，多執行緒技術主要運用在網路應用上，這些應用涉及數據、音訊與視訊等，同時又要解讀數據封包傳輸的方向，這些任務就會分配到多執行緒處理器中的各個單執行緒。因此，如果一個核心上有9個執行緒，另一個核心也有9個執行緒的話，加起來一共就有18個執行緒了。

如果選擇的話，多核心和多執行緒哪一個會更好？答案是：各有所長。多執行緒對於某些應用非常有效，但是就另一方面而言，多核心又是必要的。所以這兩種技術都會結合使用。我認為將來會有越來越多的公司結合使用這兩種技術。

多執行緒核心是MIPS公司近年來導入的新技術，至少對於嵌入式市場而言是較新的。事實上，英特爾也在其產品中採用過這個概念，我們則再次利用了這個概念。MIPS的多執行緒產品稱為34K，它能靈活地實現多執行緒，顯著提高效率和降低成本。例如PMC-Sierra公司在使用多執行緒技術以後，其產品性能提高了300%。

此外，一家名為Mobiley的以色列公司，在汽車製造中同時使用了多核心和多執行緒技術。他們用兩個多執行緒34K核心取代原有的四個ARM11核心，而34K是多執行緒。因此，他們在同一種應用中既利用了多核心技術，也利用了多執行緒技術。

MIPS未來將朝向兩個平行方向發展，一個是單執行緒產品，另一個是多執行緒產品。目前，MIPS公司性能最高的單執行緒產品是24K，但很快地將會被另一種最佳化的單執行緒產品取代，這款產品將顯著地提高單執行緒性能；而多執行緒的34K核心也可望進一步提高性能。

作者：John Bourgoin

執行長

MIPS Technologies公司