對(duì)稱多處理 (SMP) 的應(yīng)用優(yōu)勢分析

　　比前代 ARM FPU 性能提高一倍的浮點(diǎn)單元;

　　優(yōu)化的 1 級(jí)高速緩存可最大限度地降低時(shí)延與功耗;

　　Thumb®-2 技術(shù)可將存儲(chǔ)器要求降低 30%;

　　TrustZone® 技術(shù)支持可靠的安全應(yīng)用;

　　L2 高速緩存控制器支持低時(shí)延、高帶寬存儲(chǔ)器存取;

　　CoreSight™ 多內(nèi)核調(diào)試與跟蹤架構(gòu)可在開發(fā)調(diào)試期間提高可視性。

　　Cortex-A9 MPCore 內(nèi)核比 Cortex-A8 更小，在降低功耗的同時(shí)提高了處理效率。可擴(kuò)展峰值性能與高級(jí)電源管理相結(jié)合，使 Cortex-A9 MPCore 性能超過了同類單內(nèi)核架構(gòu)，并可為多內(nèi)核設(shè)計(jì)提供明顯的優(yōu)勢。Cortex-A9 MPCore 不但能夠?qū)崿F(xiàn)可擴(kuò)展至多個(gè)市場的統(tǒng)一平臺(tái)，同時(shí)還可充分利用通用軟件開發(fā)來降低研發(fā)成本，加速產(chǎn)品上的市進(jìn)程。

SMP 賦予應(yīng)用與產(chǎn)品的優(yōu)勢

　　目前，制造商希望投資于一款能夠使其在不同級(jí)別產(chǎn)品中充分利用與擴(kuò)展、并同時(shí)滿足未來需求的平臺(tái)。SMP 能夠以真正的性能可擴(kuò)展性全面滿足這一需求。與只能提高單個(gè)內(nèi)核速度的前代解決方案不同，SMP 將為整個(gè)多內(nèi)核實(shí)現(xiàn)真正的可擴(kuò)展性，為每一款產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)性能與功耗的最佳組合。SMP 將允許制造商在統(tǒng)一的平臺(tái)上以更高的性能支持如上網(wǎng)本等未來產(chǎn)品。一旦 SMP 的軟件開發(fā)完成，設(shè)計(jì)人員便可根據(jù)未來需要添加多個(gè)處理器，而且這對(duì)軟件將保持透明。SMP 設(shè)計(jì)可為制造商滿足未來應(yīng)用需求打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

SMP 軟件的影響

　　SMP 可為各個(gè)層面的軟件大幅提高性能。對(duì)于不支持 SMP 的軟件，我們可使用操作系統(tǒng)任務(wù)管理器在每個(gè)內(nèi)核上啟動(dòng)進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)并行工作。并行進(jìn)程執(zhí)行自然會(huì)提升性能，雖然其效率不如線程級(jí)處理那么高，但也不會(huì)對(duì)應(yīng)用開發(fā)人員造成更多的設(shè)計(jì)麻煩。

圖 3：SMP 可在軟件的進(jìn)程與線程層面上提高性能隨著移動(dòng)設(shè)備性能的不斷提升，用戶應(yīng)用的復(fù)雜性也在不斷增加，在此情況下，應(yīng)用程序應(yīng)更多地以并行方式進(jìn)行編寫(如采用線程方式)，因此，我們便可充分發(fā)揮 SMP 的真正優(yōu)勢與增益。線程構(gòu)成進(jìn)程，不必反復(fù)返回操作系統(tǒng)尋求資源。應(yīng)用開發(fā)人員不但要采用并行方式進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，而且還必須注意進(jìn)程中線程的互動(dòng)方式。 某些應(yīng)用本身就是多線程的，從而使 SMP 能夠?qū)崿F(xiàn)更高的性能，更快的響應(yīng)時(shí)間以及更出色的整體用戶體驗(yàn)。如 Google 的 Chrome 等 web 瀏覽器就采用了多線程技術(shù)，因此能夠與 SMP 技術(shù)實(shí)現(xiàn)高度互補(bǔ)。預(yù)計(jì)這些 PC web 瀏覽器所使用的這種技術(shù)也將用于移動(dòng)領(lǐng)域。 Symbian 和 Linux 移動(dòng)操作系統(tǒng)均全面支持 SMP。這種支持針對(duì)移動(dòng)環(huán)境進(jìn)行了專門優(yōu)化，將使所有處理器內(nèi)核的單一操作系統(tǒng)內(nèi)核映像以及調(diào)度器中的負(fù)載平衡能夠幫助確定在哪個(gè)內(nèi)核上運(yùn)行哪個(gè)任務(wù)或線程。 在處理原有軟件時(shí)，我們必須注意正確的任務(wù)同步，以避免系統(tǒng)鎖死。在 SMP 系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)可在安排低優(yōu)先級(jí)任務(wù)運(yùn)行在一個(gè)不同內(nèi)核上的同時(shí)，讓一個(gè)具有較高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)運(yùn)行在另一個(gè)內(nèi)核上。如果軟件包含不明確的同步，則會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)致鎖死情況的錯(cuò)誤判斷。通過正確使用信號(hào)量、互斥量以及自旋鎖等軟件技術(shù)，SMP 內(nèi)核的編程軟件將可實(shí)現(xiàn) SMP 的全部優(yōu)勢。 SMP 系統(tǒng)上的開發(fā)與調(diào)試工具至關(guān)重要。設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)一步了解芯片情況才能緊跟軟件處理技術(shù)。在多個(gè)內(nèi)核上同時(shí)運(yùn)行多個(gè)線程的情況下，功能強(qiáng)大的新型工具將可幫助制造商快速向市場推出令人驚奇的全新產(chǎn)品。