تعدد الخيوط الزمني

يُعدّ التعدد الزمني أحد الشكلين الرئيسيين للتعدد الذي يُمكن تنفيذه على معالجات الحاسوب، والآخر هو التعدد المتزامن . ويكمن الفرق الأساسي بين الشكلين في الحد الأقصى لعدد الخيوط المتزامنة التي يُمكن تنفيذها في أي مرحلة من مراحل خط الأنابيب خلال دورة معينة . في التعدد الزمني، يكون هذا العدد واحدًا، بينما في التعدد المتزامن يكون أكبر من واحد. ويستخدم بعض الباحثين مصطلح "التعدد الفائق" كمرادف له. ^{[ 1 ]}

توجد العديد من الاختلافات الممكنة للمعالجة المتعددة الزمنية، ولكن يمكن تصنيف معظمها إلى شكلين فرعيين:

خشن الحبيبات

لا يحتوي خط أنابيب المعالج الرئيسي إلا على خيط واحد في كل مرة. يجب على المعالج إجراء تبديل سريع للسياق قبل تنفيذ خيط آخر. يُشار إلى هذا التبديل السريع أحيانًا باسم تبديل الخيط . قد ينتج عن التبديل دورات إضافية أو لا.

توجد العديد من الاختلافات الممكنة للمعالجة المتعددة الخيوط الزمنية ذات الحبيبات الخشنة، وتتعلق بشكل أساسي بالخوارزمية التي تحدد وقت تبديل الخيوط. قد تعتمد هذه الخوارزمية على عامل واحد أو أكثر من بين عوامل مختلفة، بما في ذلك عدد الدورات، وأخطاء ذاكرة التخزين المؤقت ، والإنصاف .

ذو حبيبات دقيقة (أو متداخل)

قد تحتوي سلسلة المعالجة الرئيسية على عدة خيوط، مع حدوث تبديلات سياقية بين مراحل السلسلة (كما في معالج البرميل ). يُعد هذا النوع من تعدد الخيوط أكثر تكلفة من الأنواع ذات الحبيبات الخشنة، لأن موارد التنفيذ الممتدة على مراحل متعددة من السلسلة قد تضطر إلى التعامل مع خيوط متعددة. ومما يزيد التكلفة أيضًا عدم إمكانية تحسين هذا التصميم بناءً على مفهوم خيط "الخلفية" - إذ قد يتطلب أي من الخيوط المتزامنة التي ينفذها الجهاز قراءة حالته أو كتابتها في أي دورة . ^{[ 2 ]}

في جميع أشكالها، تتشابه المعالجة المتعددة الزمنية مع المعالجة المتعددة المتزامنة في نواحٍ عديدة. وكما هو الحال في المعالجة المتزامنة، يجب على الجهاز تخزين مجموعة كاملة من الحالات لكل خيط معالجة متزامن. كما يجب على الجهاز الحفاظ على وهم أن خيط معالجة معين يمتلك موارد المعالج بالكامل. ويجب تضمين خوارزميات الإنصاف في كلا نوعي المعالجة المتعددة لمنع خيط معالجة واحد من الهيمنة على وقت المعالج و/أو موارده.

يتميز تعدد الخيوط الزمني بميزة على تعدد الخيوط المتزامن من حيث أنه يتسبب في انخفاض إنتاج حرارة المعالج؛ ومع ذلك، فإنه يسمح بتنفيذ خيط واحد فقط في كل مرة.

• معالج البراميل
• المعالجة المتعددة المتناظرة