多核增強(qiáng)3G基站性能 編程技術(shù)面臨挑戰(zhàn)

　　無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施正在由3G向4G轉(zhuǎn)型，隨著對(duì)多載波、高速、多任務(wù)支持需求的增加，基站與核心網(wǎng)設(shè)備對(duì)多核處理器的需求越來(lái)越強(qiáng)。根據(jù)In-Stat的調(diào)查結(jié)果顯示，到2013年，將近88%的移動(dòng)處理器出貨量是屬于多核產(chǎn)品的，其市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到775萬(wàn)臺(tái)，并將保持22.3%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。有業(yè)內(nèi)人士表示，3G基站受益于多核技術(shù)之后將帶來(lái)革命性的變革，而隨著DSP(數(shù)字信號(hào)處理)由單核向多核轉(zhuǎn)型，DSP市場(chǎng)的格局也將被打破。

　　多核成未來(lái)趨勢(shì)

　　由于通過(guò)芯片主頻來(lái)提升性能已經(jīng)接近物理極限，采用多核架構(gòu)來(lái)提升整體性能便成為自然的選擇。采用多核設(shè)計(jì)，可以把原本需要多個(gè)芯片、多個(gè)線路板、多個(gè)機(jī)箱才能完成的功能集中在較少的芯片、電路板和機(jī)箱里面，從而大大節(jié)省了外圍電路成本、占用空間以及運(yùn)行過(guò)程中的電力消耗成本。

　　隨著LTE部署的逐漸完成，從核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到基站，通信基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)高性能信號(hào)處理有著非常廣泛的需求。德州儀器中國(guó)區(qū)ASP業(yè)務(wù)拓展及應(yīng)用總監(jiān)李儉在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，以3G服務(wù)和未來(lái)LTE等應(yīng)用為代表的越來(lái)越多的數(shù)據(jù)和通信協(xié)議處理要求已不是簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)算法所能支持的，更需要相關(guān)的包處理能力，多核技術(shù)必將沿著低功耗、強(qiáng)控制處理能力、更多功能集成、更高性能DSP核的方向演進(jìn)。

　　飛思卡爾網(wǎng)絡(luò)通信部亞太區(qū)業(yè)務(wù)拓展副總監(jiān)曲大健告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者，未來(lái)的基站需要DSP有更高的處理速度、更強(qiáng)的處理能力、每用戶的成本更低以及體積更小等，這對(duì)DSP制造廠商提出了更大的挑戰(zhàn)。在今年8月的飛思卡爾技術(shù)論壇(FTF)上，飛思卡爾推出了新型4核8154DSP處理器。曲大健表示，該處理器針對(duì)基帶芯片提供在線多加速器平臺(tái)引擎技術(shù)，與4個(gè)DSP內(nèi)核一起運(yùn)行，以支持3G-LTE、TDD-LTE、TD-SCDMA和WiMAX標(biāo)準(zhǔn)及HSPA+碼速率應(yīng)用。

　　Tilera公司CEO歐明德在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者獨(dú)家專(zhuān)訪時(shí)也表示，在基站控制領(lǐng)域，多核處理器將與FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)兩者共存：FPGA在接口管理、射頻以及需要硬件加速處理方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在基站的前端靠近天線的部分以及數(shù)字中頻的部分，用FPGA來(lái)設(shè)計(jì)是比較適合的，而剩下的基帶部分完全可以被多核處理器替代。他表示，多核處理器可大大簡(jiǎn)化3G基站的系統(tǒng)架構(gòu)、成本、功耗及PCB板面積。

　　編程需提高靈活性

　　多核架構(gòu)具有特定的復(fù)雜性，并不是直接把多個(gè)芯片的多處理器濃縮到單一芯片之中那么簡(jiǎn)單。隨著計(jì)算機(jī)制造商和軟件開(kāi)發(fā)商轉(zhuǎn)向研發(fā)單硅芯片上的眾核技術(shù)，針對(duì)多核處理器的編程已經(jīng)成為業(yè)界的一大挑戰(zhàn)。

　　作為多核技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，英特爾最近推出了一款處理器原型設(shè)計(jì)，叫做“單芯片云計(jì)算機(jī)”，其運(yùn)行方式是把同類(lèi)型的處理器通過(guò)高性能的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，這樣就可以在一個(gè)或者多個(gè)處理器上運(yùn)行程序，從而完成某一項(xiàng)任務(wù)。英特爾研究院院士、萬(wàn)億級(jí)計(jì)算研究總監(jiān)詹姆斯·郝?tīng)柕卤硎?，多核處理器的軟件編?xiě)是要讓它以“透明”方式認(rèn)識(shí)核的添加和頻率的增加，同時(shí)利用增加的處理器。這款芯片原型可以應(yīng)用云數(shù)據(jù)中心軟件常用的高效并行編程方法。他告訴記者，目前，在OpenCirrus上進(jìn)行合作的英特爾、惠普和雅虎的研究人員已經(jīng)開(kāi)始利用Hadoop這種支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型、分布式應(yīng)用程序的Java軟件框架，將云應(yīng)用程序移植到這種包含48個(gè)IA內(nèi)核的芯片上。

　　美國(guó)風(fēng)河系統(tǒng)公司中國(guó)總經(jīng)理韓青在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，多核處理器在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)方面具有非常大的難度和不確定性，其中的關(guān)鍵在于軟件開(kāi)發(fā)的時(shí)間和成本管理以及風(fēng)險(xiǎn)管理。他告訴記者，推進(jìn)多核技術(shù)是風(fēng)河的既定戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)增長(zhǎng)引擎，在最近結(jié)束的2009WindRiver開(kāi)發(fā)者區(qū)域大會(huì)上，嵌入式多核應(yīng)用成為重要的主題。其中，多核Off-Loading等相關(guān)技術(shù)已經(jīng)更加成熟，為移動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用領(lǐng)域注入了新的活力。在3G領(lǐng)域，Wind River Linux4.0以及Hypervisor已成為業(yè)界的亮點(diǎn)。