中文摘要：

多线程处理器结构已被普遍认为是下一代高性能微处理器的主流体系结构。在这种结构中，多个线程间共享片上硬件资源带来的相互干扰和冲突是尚未解决的技术难题。本课题围绕多线程处理器结构的可扩展性，分析和理解不同的线程化方案所产生线程的性质；探索线程级并行性与共享资源的相互作用关系；在此基础上研究片上硬件资源的共享和冲突问题，提出创新的分支处理技术和片上存储分配和管理机制, 对于未来的处理器微体系结构技术的发展具有重要的理论探讨意义和实际应用价值。

结论摘要：

多线程处理器结构已被普遍认为是下一代高性能微处理器的主流体系结构。在这种结构中，多个线程间共享片上硬件资源带来的相互干扰和冲突是尚未解决的技术难题。本课题围绕多线程处理器结构的可扩展性，分析和理解不同的线程化方案所产生线程的性质；探索线程级并行性与共享资源的相互作用关系；在此基础上研究片上硬件资源的共享和冲突问题，提出创新的分支处理技术和片上存储分配和管理机制, 对于未来的处理器微体系结构技术的发展具有重要的理论探讨意义和实际应用价值。重要的研究结果包括（1）线程级推测并行性分析推测执行的子程序结构的选取应该综合多方面因素，这些因素包括返回值类型、返回值的可预测性、函数动态尺寸、以及函数与其后继代码间的存储器访问数据依赖等。（2）开发了多线程多核处理器模拟工具OpenSMT和OpenCMP，用于支持当前和未来对多线程多核处理器体系结构关键技术的研究。（3）在模拟器上模拟评估了多模块多体的Cache结构设计方案，分析了该结构的性能。