如何簡化向多核的遷移的基本指導

如果資源進行虛擬化，那么任何任務都可以訪問任何虛擬資源，以便使工作完成。這使計算資源能夠靈活、有彈性并且不會硬性綁定至任何任務。例如，作為嵌入式應用中的虛擬化選擇，在基于飛思卡爾Power Architecture的多核SoC中支持基于Linux內(nèi)核的虛擬機(KVM)。這是一個非常復雜的領域，飛思卡爾投入了巨大的資金，以便為客戶提供多核系統(tǒng)最重要的優(yōu)勢之一：靈活的資源使用。

面向多核設計的硬件

由于系統(tǒng)有了更多的多核處理器和處理能力，因此需要將不同應用上的硬件充分利用起來，這些應用在整個系統(tǒng)解決方案內(nèi)可能并行運行，執(zhí)行不同的任務。在多核系統(tǒng)中，許多不同的應用都需要訪問外設和SoC.例如，您可以在SoC接入多個內(nèi)核，但是無法始終在系統(tǒng)中增加相應的I/O,因為受到芯片中引腳數(shù)量的限制。為了將八個內(nèi)核集成至SoC,并且能夠使兩個以太網(wǎng)端口對于不同內(nèi)核以多個以太網(wǎng)端口的形式出現(xiàn)，您必須添加針對不同應用隔離SoC的不同部分的虛擬化技術。軟件芯片在該單一SoC上運行，同時感知底層硬件具有為其提供的數(shù)量顯著較大的資源。

飛思卡爾的優(yōu)勢之一在于我們如何在SoC中采用該虛擬化并提高性能。當飛思卡爾開始開發(fā)多核SoC時，我們需要基于不同的應用類型以許多不同的方式為其提供安全、可靠的分區(qū)方式?；诂F(xiàn)有SoC基礎設施開發(fā)多核SoC的一個常見方式是使用共享總線。但是，該方法限制帶寬和延遲。飛思卡爾從一開始就解決了這些架構(gòu)挑戰(zhàn)。 利用具有規(guī)模合適的互聯(lián)，因為SoC本身是一個小型網(wǎng)絡，各個SoC組件之間不會爭用資源。從一開始起，針對在我們客戶的系統(tǒng)中指配多核器件的最佳方式，飛思卡爾已經(jīng)制定了多個架構(gòu)和應用級決策。

節(jié)省能源

在關注多核能源管理方面，飛思卡爾具有多年的歷史。符合美國的EnergyStar、日本的Top Runner和EU Code of Conduct等協(xié)議使我們的客戶能夠隨時間推移節(jié)省能源。我們的PowerQUICC 8315、8536處理器和QorIQ P1022處理器具有數(shù)據(jù)包無損以太網(wǎng)等功能，可以使設備進入深度睡眠模式。該模式關閉內(nèi)核和緩存，并從SoC中去掉電源。SoC的各個部分是有效的，并且能夠處理一些關鍵事件，可以在合適的時間、合適的條件下喚醒設備。當有效負載被處理后，它將進入深度睡眠模式。QorIQ P1022處理器用于打印機等EnergyStar設備，并滿足多種能源要求，例如在深層睡眠模式中只有200–300毫瓦的損耗。

飛思卡爾另一個領先的節(jié)電技術稱為級聯(lián)電源管理。在非峰值活動期間，該技術將任務轉(zhuǎn)向較少數(shù)量的內(nèi)核，以便空閑內(nèi)核可以進入最小功率或“昏睡”狀態(tài)。當數(shù)據(jù)包流量再次增加時，該技術允許返回至全負載條件。級聯(lián)電源管理不像節(jié)電技術那樣簡單，它也是一個以更高效的方式分發(fā)數(shù)據(jù)包處理的工作負載管理技術。

成功的多核合作伙伴

知識非常豐富的全球現(xiàn)場工作人員是多核遷移成功的關鍵組件。在多核處理器出現(xiàn)之前，飛思卡爾也幫助我們的客戶通過高性能嵌入式處理器將產(chǎn)品推向全球市場，飛思卡爾在嵌入式處理領域擁有世界最大的現(xiàn)場工程師團隊之一。多核應用的軟件非常復雜。經(jīng)驗豐富的合作伙伴可以幫助您設計、調(diào)試和優(yōu)化。

通過我們的Freescale Connect Partner計劃，飛思卡爾繼續(xù)與嵌入式行業(yè)中的領先軟件和工具公司密切合作，以幫助確保全面的解決方案能充分利用QorIQ架構(gòu)的優(yōu)勢。飛思卡爾擁有一個開放、廣泛的生態(tài)系統(tǒng)，以便簡化向多核架構(gòu)的遷移。我們的首選合作伙伴包括Enea、Green Hills、Mentor Graphics和QNX,提供在QorIQ平臺上實現(xiàn)最高性能的優(yōu)化集成解決方案。廣泛的合作伙伴組合包括6Wind、Critical Blue和Wind River,幫助加快向多核的遷移，并縮短上市時間。

行業(yè)正在遇到一個轉(zhuǎn)折點，那就是通過添加更多內(nèi)核來解決性能問題將不再能夠提供所需的性能改進。市場正在從簡單直接的方法向更加精密的功率管理和軟件技術轉(zhuǎn)變。

多核的下一步發(fā)展趨勢是什么?

多核市場的未來將由對于速度更快的硬件的需求推動，以便處理更多工作負載，并解決現(xiàn)有網(wǎng)絡存在的成本壓力問題。服務提供商和OEM必須通過具有更高性能的系統(tǒng)做出響應，以便保持網(wǎng)絡中的流量質(zhì)量。在I/O性能方面將出現(xiàn)逐步增加，通過這種方式可以確定處理I/O類型和為處理不斷增加的工作負載可以在SoC中使用的內(nèi)核和存儲器緩存數(shù)量。

雖然硬件是市場的引擎，軟件將決定其過程。通常，開發(fā)工具落后于技術變革。但是，在多核領域，進程應該以其他方式出現(xiàn)。市場將見證廠商投入更多努力幫助開發(fā)人員創(chuàng)建并優(yōu)化多核應用。軟件將提高總體系統(tǒng)性能，因此有許多工具可以為優(yōu)化應用提供支持。通過這些系統(tǒng)將可以交付更多的多核軟件內(nèi)容-不僅是設備的支持驅(qū)動，還包括更多的中間件和虛擬化軟件，以及利用它們的其他參考應用。將提供更多面向多核的優(yōu)化操作系統(tǒng)，以幫助對這些設備進行排程。

總結(jié)

多核解決方案可以使互聯(lián)社區(qū)獲得更好的生活質(zhì)量。無論是用于全球網(wǎng)絡、移動無線基礎設施、智能電網(wǎng)、自動化工廠、智能醫(yī)院、航空航天和國防，我們的高級多核硬件、支持軟件和飛思卡爾全球技術團隊都可以幫助簡化您向多核的遷移。