硬體多執行緒

2022-07-11 02:03:11 字數 1039 閱讀 2182

世界上最簡單的處理器核心是什麼樣的?單核單執行緒!

現以gpu為例。

渲染1024個頂點,也就是1024個執行緒。渲染的shader程式由兩條指令組成,且都是算術邏輯指令。所有算術邏輯指令的執行都花費乙個時鐘週期。

fragthread threads[1024];

for (auto thread : threads)

}

那麼,渲染完1024個頂點需要花費2048個時鐘週期,也就是1024個執行緒 x 2條指令/執行緒 x 1個時鐘/指令。

如果把shader程式改複雜一點,將其中一條指令改為載入紋理資料指令。

一般來說,訪問視訊記憶體所花費的時鐘數幾百到上千不等。不妨假設執行一條載入紋理資料指令花費999個時鐘。

fragthread threads[1024];

for (auto thread : threads)

}

此時,渲染完1024個頂點需要花費102400個時鐘週期,也就是1024個執行緒 x 1000個時鐘/執行緒。可以看到,時鐘數是之前的500倍!

不難想到,如果像載入紋理資料這一型別的指令比較多的情況下,我們的處理器執行效率將非常低。

優化!執行緒0執行到載入指令後,不傻傻等待立馬切換執行緒,讓執行緒1繼續從頭開始執行直到也執行到載入指令,接著再切換到執行緒2執行,直到最後乙個執行緒1023。接下來,又回到執行緒0的執行,這時候執行緒0請求的紋理資料已經載入回來了,因為已經過去了1024個時鐘,而載入只需要999個時鐘,執行緒0立馬結束。後面的執行緒以此類推。

此時,渲染完1024個頂點需要花費3072個時鐘週期,也就是1024個執行緒 x 3個時鐘/執行緒。可以看到,時鐘數直線下降。

這就達到了隱藏延遲的效果。

但需要達到上面的效果的前提是,執行緒切換速度足夠快。做法便是給每個執行緒增加一點獨立的儲存,這樣切換便類似於修改指標的指向,代價很小。

一 多執行緒 硬體基礎

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