超深亚微米工艺的发展使集成电路进入了高度集成时代,高效合理地利用单个芯片上不断增加的晶体管成为计算机体系结构研究的一个热点。CMP处理器结构由于线程级并行度高、控制结构简单、高主频、开发验证周期短等优势,被认为是未来处理器发展的必然趋势。在对CMP处理器结构与相关技术研究的基础上,以结合SMT处理器结构的核内同时多线程CMP结构为基础,提出了基于资源优化的两级资源优化结构,即基于资源优化的核间线程动态迁移结构和核内线程选择取指结构。核间线程动态迁移通过线程动态迁移均衡各处理内核的线程负载,优化整个处理器资源的利用。核内线程选择取指通过相关的优先权机制控制单个处理内核的线程选择与取指,有效地减少指令队列阻塞,高效合理地提高核内资源的有效利用率。在对现有的同时多线程模拟器分析的基础上,设计并实现了基于两级资源优化结构的CMP模拟器,并对基于资源优化的CMP体系结构进行了性能测试,测试结果表明该结构具有较好的性能提升。