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双层多线程结构中为优化性能实现线程替换的方法和装置的制作方法
专利名称：双层多线程结构中为优化性能实现线程替换的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及数据处理领域，特别涉及在双层多线程结构中为最优性能而实现线程替换的方法和可运行线程。可运行寄存器状态的有限数量小于特定阈值，以避免寄存器逻辑重复数量超过特定阈值时可能发生的时钟频率的损失。第二层线程状态存储器104可任意地为中速逻辑，其以低于第一层状态存储器102的高速逻辑的速度操作。第二层线程状态存储器104提供容量以保持有关需要硬件支持的全部数量的线程的状态信息，从而实现最高性能。在当前执行处理器状态106随空闲事件而改变时，只能选择第一层可运行寄存器状态102中存储的可运行线程，以接下来运行。具有只出现在第二层104中的状态的线程不能够使用处理器，但是对可运行线程选择逻辑108的快速选择可用。
根据优选实施例的特征，通过增加与线程状态一起保存的信息，提供最优多线程性能。与该线程状态一起存储预定选择数据，该线程状态用于在第一层可运行线程寄存器状态102和第二层线程存储设备104之间选择性地交换线程状态。通过参考所保存的选择数据，可运行线程选择逻辑108可以选择适当的线程，以移动到第一层可运行寄存器状态102中的位置，以便在处理器中运行。具体说来，保持了有关处理器资源106的特定线程使用的过去历史，并使用其排列线程选择。
下面参考图2，根据优选实施例，在第二线程存储设备104中保存附加线程信息或预定选择数据200。预定选择数据200包括处理器循环使用效率。执行时频繁遇到处理器停止环境的线程导致处理器资源的使用的低效率。诸如高速缓存差错及其它长等待时间事件的事情都是低效率原因。一般希望在低效率线程之前在处理器中安排执行最高效率的线程。预定选择数据200包括运行循环计数器202，用于了解特定线程激活期间发生的处理器循环(或指令)；和长等待时间事件计数器204，用于了解正在执行的线程遇到的长等待时间事件。每周期(或每指令)的长等待时间事件的比率构成有效的度量标准。该比率越高，线程使用处理器的效率越低。具有最低的这种效率度量标准比率的线程是最值得选择以在处理器中接下来运行的线程。
预定选择数据200包括从特定线程上一次在处理器中运行起的时间206。与线程状态一起存储的时标206使得可运行线程选择逻辑108能够确定线程在处理器中已有多久未激活。如果超过阈值，则为该特定线程用信号通知资源缺乏状态，并且可以给予该特定线程以特殊优先权，以确保在处理器中运行，而不管其它要求其保持不被激活的判断标准。
预定选择数据200包括系统优先权208。系统算法经常需要设定有关在争用系统资源的情况下哪个线程将接收优惠待遇的策略。在线程状态中保持系统优先权208允许可运行线程选择逻辑108遵照这样的系统策略，并在可能将高优先权线程排除在可运行状态之外时，选择在处理器中运行高优先权线程。
预定选择数据200包括准备运行指示符210。在较高的处理器时钟频率，有许多在硬件中支持的线程，使这些线程能够在有机会启动新的执行时使用处理器。到达停止(stall)点并切换出激活执行106的线程需要在第一层可运行线程寄存器状态102或在第二层线程存储设备104中保持状态，而一旦解决了停止就再次争用运行周期。尽管这样的线程被停