MIPS32 34K O MIPS na era do Multithreading

Daniel Barcelos

danielb@inf.ufrgs.br

CMP237 - Arquitetura e Organização de Processadores

SumárioSumário

• Um pouco de História• Onde está o MIPS• Motivação• Arquitetura MIPS MT ASE• Implementação da MIPS MT ASE• A Família 34K• Considerações Finais• Referências

1981 - J. Hennessy e sua equipe de Stanford propõem a arquitetura MIPS

_

1984 - Hennessy funda a MIPS Computer Systems_

1991 - A Silicon Graphics compra a MIPS_

1996 - Prof. Flávio R. Wagner passa a utilizar o MIPS como estudo de caso em suas aulas

_

1999 - Um em cada três processadores embarcados possui arquitetura MIPS

_

2006 - É lançado o primeiro MIPS Multithread

Um pouco de HistóriaUm pouco de História

Onde está o MIPSOnde está o MIPS

Onde está o MIPSOnde está o MIPS

• Linksys Wireless Access Point

• Samsung Digimax 430

• Nintendo 64

• Sony PlayStation

• Sony PlayStation 2

• Sony PSP

• etc.

MotivaçãoMotivação

• Processadores cada vez mais rápidos• Memórias não acompanham• Cores duplos - Caros em área e potência• Solução: Multithreading

Arquitetura MIPS MT ASEArquitetura MIPS MT ASE

• Até 2 Até 2 processadores processadores virtuaisvirtuais

• Até 5 threads de Até 5 threads de baixo nívelbaixo nível

• Até 2 sistemas Até 2 sistemas operacionaisoperacionais

• Apenas um Core Apenas um Core (Hyper-Threading)(Hyper-Threading)

• Recursos Recursos CompartilhadosCompartilhados

• Maior utilização do Maior utilização do Pipeline (IPC Pipeline (IPC próximo à 1)próximo à 1)

Implementação da MIPS MTImplementação da MIPS MT

Single Threaded

Multi Threaded

Implementação da MIPS MTImplementação da MIPS MT

MIPS32 34K Pipeline

• 9 estágios• 3 estágios de busca• Número das Threads endereça registradores

Implementação da MIPS MTImplementação da MIPS MT

• Uma MMU por VPE

• Bloco de controle específico para MT

• Registradores de Thread

• Registradores de VPE

• Unidade de Comunicação Inter-Thread

A Família 34KA Família 34K

• Alta performance

• Primeira a implementar MT

• 90nm

• 500MHz

A Família 34KA Família 34K

• Processador de 32 bits

• MIPS DSP ASE

• Unidade de Ponto flutuante (opcional)

• Caches configuráveis

• Unidade de Multiplicação Inteira

• CorExtend

• Interface para Coprocessadores

• Sintetizável

Considerações FinaisConsiderações Finais

• Multithreading - Tendência

• Compatibilidade

• Menor consumo do que Cores duplos

• Fácil adaptação de Software

• Boa relação custo-benefício

• Vai pegar?

Referências BibliográficasReferências Bibliográficas

[1]MIPS Technologies, Inc. MIPS MT Principles of Operation. Revisão 1.00. 2005.

[2]MIPS Technologies, Inc. MIPS32 34Kf Processor Core Datasheet. Revisão 1.00. 2005.

[3]MIPS Technologies, Inc. Programming the MIPS32 34K Core Family. Revisão 1.05. 2005.

[4]MIPS Technologies, Inc. Accelerating DSP Filter Loops with CorExtend™ in MIPS32™ Pro Series Cores. Revisão 1.00. 2003.

[5]MIPS Technologies, Inc Website. Junho de 2006. http://www.mips.com.

[6]Hennessy, J. Patterson, D. Arquitetura de computadores: uma abordagem quantitativa. Rio de Janeiro: Campus, c2003. 827 p.

MIPS32 34K O MIPS na era do Multithreading

Daniel Barcelos

danielb@inf.ufrgs.br

CMP237 - Arquitetura e Organização de Processadores