MIPS硬件多线程发布至今已逾10个年头

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1004K、interAptiv，以及最近的I6400、I6500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。

 

 

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。

 

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

 

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。

 

 

Lantiq VRX220和MELT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。

 

 

? 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。

 

 

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。

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