虚拟线程化：先进通用处理器架构

本文描述了一种新的计算机架构，其主要特征已在俄罗斯联邦专利2312388和美国专利申请11/991331中声明。该架构旨在有效支持通用并行计算（GPPC），其本质是线程在活动状态和本文所审视的算法延迟状态之间极其频繁地切换。为了强调架构延迟和算法延迟对GPPC的同等影响，引入了广义延迟的新概念，并定义了其量化度量——广义延迟容限（GLT）。研究表明，适合GPPC实现的架构应具有高水平的GLT，并描述了这种被称为虚拟线程机（Virtual-Threaded Machine）的架构。该架构在活动虚拟化方向上引发了处理器虚拟化，这与众所周知的存储器虚拟化方向正交。该架构的关键要素包括：1）分布式细粒度表示的架构寄存器文件，其元素通过微架构存储器的层级进行硬件交换；2）优先化的细粒度直接硬件多道程序设计；3）访问控制的虚拟寻址；以及4）硬件驱动的信号量。这些特征的组合使得可以引入新的操作系统（OS）编程风格（免于中断）和应用程序编程风格（极少使用OS服务）。