MIPS多线程发布已逾十年

去年,我们庆祝了MIPS CPU架构发行30周年。MIPS自1986年发布以来,一直势头强劲,不过在本文中,我们将关注MIPS内置的某个特定功能——硬件多线程,其自发布至今已逾10个年头,正是这项功能,才使得MIPS在其他同类竞争产品中占据优势。

2005年,MIPS架构首次引入多线程。多线程作为MIPS架构重要的一部分,使之在可授权CPU IP市场上引人注目。自其与34K一起发布以来,便一直是许多MIPS CPU的支柱,如1004KinterAptiv,以及最近的I6400I6500等Warrior内核。在这段时间里,至少有7亿基于MIPS处理器内核的SoC使用多线程技术进行优化。

何为多线程?为何其如此重要?

为了回答这个问题,Imagination最近发表了一份白皮书,对MIPS多线程进行了深度概述。若想详细了解MIPS多线程,不妨读读这份白皮书。

从本质上讲,多线程的设计旨在将CPU内核的使用效率最大化。在实际的运行系统中,CPU不会一直被完全占据,这是由于数据和指令缓存缺失或功能块被其他任务占据。而一旦如此,当前线程的工作便会停滞。在这种情况下,在保持等待的同时也可以开始其他的工作。这与现代hypercar有些相似,如McClaren P1,该电动引擎用于在涡轮迟滞的功率曲线中“填补”空白,并保持性能持续。

MIPS多线程:发布已逾十年1

在CPU中,通常需要少量额外的硬件来启用多线程功能,但这类似于将多核作为并行执行环境,实际的性能受益于多线程的变化,而变化取决于运行的应用程序和软件任务。在一些软件的工作负载中,使用多线程可以将性能优化2倍。因此,就硅面积和整体功耗而言,多线程通常比多核更有效率——二者在嵌入式系统中都很关键。

MIPS多线程:发布已逾十年2

零延迟环境切换使多线程在虚拟化中大幅提升了性能

多线程还有一个关键优势便是可以释放虚拟化的全部潜力。零延迟环境切换使多线程在虚拟化中大幅提升了性能,正如之前研讨会上讨论的一样。在研讨会中,我们阐述了多线程如何为SoC供应商、OEM和运营商带来福音。同样,对于确定性实时嵌入系统中的低延迟中断响应,这也是一大优势。

哪种产品配置了多线程MIPS处理器?

如你所期,在过去的几年里,许多公司将多线程MIPS处理器应用在大量的应用程序中。

网络

MIPS多线程CPU尤其适合于网络和通信处理。这是由于,即时情景切换使之在处理实时虚拟机等事务时非常高效。毫无疑问,网络是MIPS CPU一个非常重要的区域。事实上,您可能不知,在过去的四年里,凡用于网络产品的SoC,有25%均使用了多线程MIPS处理器。

自2014年开始至今,我们深入探讨了一些基于MIPS的网络处理器。以下是几个示例:

Ikanos Fusiv® Vx575——Ikanos(目前被高通收购)一系列用于智能家居网关的多模网关处理器

MIPS多线程:发布已逾十年3

Ikanos Fusiv Vx575处理器是双核多线程MIPS interAptiv CPU

Altair FourGee-3802——这款来自Altair(目前被索尼收购)的LTE-Advanced基带处理器非常适合3GPPP release 10。FourGee-3100基于MIPS的芯片组也用在一些Chromebook笔记本电脑中,如惠普Chromebook 11和华硕Chromebook 13.3。Ralink Technology于2011年被联发科收购。Ralink以Wi-Fi芯片组闻名,其使用了34K和100K多线程产品。RT6856,即基于MIPS 34 K多线程CPU,应用在许多通用的家用无线路由器品牌中,如:华硕、友讯科技、Linksys、合勤科技。同样,许多Ralink芯片组如TC3162(U)也应用在华硕、友讯科技、华为、TP-Link等公司的xDSL路由器/调制解中。

MIPS多线程:发布已逾十年4

Lantiq VRX220MELT集成设备控制器——Lantiq现属英特尔旗下,其长期以来一直使用多线程MIPS CPU。2014年,Lantiq首席执行官丹·亚特斯在Imagination年度技术峰会上发表讲话(2017年年度会议不久前在美国召开),更多线程产品正在陆续推出。最近,Lantiq也发布了基于MIPS interAptiv CPU的运营商级GRX350

消费类多媒体

• 在过去的几年里,松下、LG等数字电视中使用了MStar SoC,而34 K MIPS CPU则常见于这些SoC中。这是个非常巨大的市场——2015年,全球32%的电视都配有MIPS多线程处理器。

企业存储

• MIPS应用在PMC-Sierra企业存储领域中。PMC-Sierra使用了多线程功能,为企业服务器空间的maxRAID架构提供极具优势的性能。PMC指出:“MIPS多线程…使我们可以提供更高性能、更低功耗的方案来满足用户的需求。”

汽车

• Valens发布了HDBaseT标准,即一项用于数字媒体分布的技术,并采用了MIPS多线程CPU。HDBaseT可以通过以太网提供高带宽数字通信,减少了对造价昂贵的HDMI的需求。这在连接家居市场非常通用,去年,Valens还发布了一项计划,即与汽车制造商Daimler合作,将该标准引入汽车空间。

MIPS多线程:发布已逾十年5

• 在汽车空间,MIPS是一个非常重要的存在,这要得益于Mobileye,即ADAS(高级驾驶员辅助系统)的全球引领者。当下,绝大多数ADAS系统都应用了Mobileye的技术。自2006年发布EyeQ2以来,Mobileye便一直使用MIPS多线程CPU,包括34K、interAptiv和1004K。Mobileye一直保持MIPS的使用,最近,它又宣布,在即将发布的EyeQ5中,将使用I6500 CPU,并计划于2018年投入市场。Mobileye指出:“Imagination的多线程MIPS CPU使我们连续推出的几代EyeQ® SoC性能增加了6倍。”

• 在汽车空间,MIPS是一个非常重要的存在,这要得益于Mobileye,即ADAS(高级驾驶员辅助系统)的全球引领者。当下,绝大多数ADAS系统都应用了Mobileye的技术。自2006年发布EyeQ2以来,Mobileye便一直使用MIPS多线程CPU,包括34K、interAptiv和1004K。Mobileye一直保持MIPS的使用,最近,它又宣布,在即将发布的EyeQ5中,将使用I6500 CPU,并计划于2018年投入市场。Mobileye指出:“Imagination的多线程MIPS CPU使我们连续推出的几代EyeQ® SoC性能增加了6倍。”

Denso是日本最知名的汽车零部件制造企业之一。目前,Denso与Imagination一道合作,共同研究在ADAS中使用多线程技术的潜力。Denso正寻求,使用MIPS的多线程提升嵌入式应用程序(即具有超强计算能力和超低功耗需求)的性能。

>Creator Ci40物联网中心开发板使用了运行频率为550MHz的多线程MIPS interAptiv CPU。相比其他hobby-focussed开发板,其更具性能优势,且这意味着,Creator Ci40可以作为重大的、可伸缩的物联网项目的最佳选择。本文提到的白皮书中阐述了物联网Ci40使用多线程的优势。

MIPS多线程:发布已逾十年6

总结

如本文所述,在过去的十多年里,MIPS多线程CPU已广泛应用在各种不同类型的产品中,并且这种势头仍将保持。

随着我们从LTE转移到下一代技术,即在MIPS I6400和I6500内核中支持同步多线程技术,多线程也成为许多下一代应用程序的理想产品,包括5G高速增强移动宽带。正如我们在有关5G的文章中所述,载波聚合对于增强带宽以达到5G容量需求至关重要,它与MIPS多线程非常匹配,因为可以使用每个线程来维持组件载体的情境。

此外,公司还可以在许多移动设备的LTE调制解调器中使用MIPS多线程CPU。

由于其独特的多线程功能,尤其是在网络和汽车等领域,MIPS CPU在性能、功效及对整个电子行业广泛的生态系统支持方面都独具优势。

想获取更多有关MIPS的资讯,请访问我们的网站,或者关注我们的Twitter @ImaginationTech, @MIPSguru, @MIPSdev and on LinkedIn, Facebook and Google+

英文链接: https://www.imgtec.com/blog/more-than-a-decade-of-mips-multi-threading/

声明:
本文为原创文章,转载需注明作者、出处及原文链接,否则,本网站将保留追究其法律责任的权利

精彩专辑《MIPS处理器》阅读同主题信息。
--电子创新网--
粤ICP备12070055号