SMT与CMP处理器体系结构设计比较

摘要

单芯片多处理 CMP（Chip Multi-processing）和同时多线程 SMT(Simultaneous Threading)是开发线程级并行的两种主要技术。在宽发射超标量结构上扩展SMT 有结构变化小，硬件利用率高，整体并行度提高显著的优点。但本文的模拟结果显示，面对更大的线程负载，SMT 技术在性能和功耗方面的扩展性不如CMP 结构。在多个硬件核心上运行多个线程的 CMP模式更加直观。但更多的芯片面积消耗使得每个核心的资源利用率并未提高。特别针对存储密集型的 SPEC测试程序，芯片面积开销将限制 CMP 结构的 L2 Cache容量，使得这类程序的性能低于 SMT。通过模拟，本文还进一步对比了 SMT 和 CMP 在功耗，芯片面积和工作温度方面的差异，探讨了 SMT 和 CMP 针对不同目标进行设计时面临的主要问题和可能的解决方案。