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          多核處理器技術(shù)應(yīng)用趨勢分析

          作者: 時間:2008-03-24 來源:嵌入式在線 收藏

            多內(nèi)核是指在一枚處理器中集成兩個或多個完整的計算引擎(內(nèi)核),多核處理器是單枚芯片(也稱為“硅核”),能夠直接插入單一的處理器插槽中,但操作系統(tǒng)會利用所有相關(guān)的資源,將它的每個執(zhí)行內(nèi)核作為分立的邏輯處理器。通過在兩個執(zhí)行內(nèi)核之間劃分任務(wù),多核處理器可在特定的時鐘周期內(nèi)執(zhí)行更多任務(wù)。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/80557.htm

            多核技術(shù)能夠使服務(wù)器并行處理任務(wù),多核系統(tǒng)更易于擴充,并且能夠在更纖巧的外形中融入更強大的處理性能,這種外形所用的功耗更低、計算功耗產(chǎn)生的熱量更少。多核架構(gòu)能夠使目前的軟件更出色地運行,并創(chuàng)建一個促進未來的軟件編寫更趨完善的架構(gòu)。盡管認真的軟件廠商還在探索全新的軟件并發(fā)處理模式,隨著向多核處理器的移植,現(xiàn)有軟件無需被修改就可支持多核平臺。

            操作系統(tǒng)專為充分利用多個處理器而設(shè)計,且無需修改就可運行。為了充分利用多核技術(shù),應(yīng)用開發(fā)人員需要在程序設(shè)計中融入更多思路,但設(shè)計流程與目前對稱多處理 (SMP) 系統(tǒng)的設(shè)計流程相同,并且現(xiàn)有的單線程應(yīng)用也將繼續(xù)運行。得益于線程技術(shù)的應(yīng)用在多核處理器上運行時將顯示出卓越的性能可擴充性,此類軟件包括多媒體應(yīng)用(內(nèi)容創(chuàng)建、編輯,以及本地和數(shù)據(jù)流回放)、工程和其他技術(shù)計算應(yīng)用以及諸如應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫等中間層與后層服務(wù)器應(yīng)用。

            多核處理器主要具有以下幾個顯著的優(yōu)點:

            ● 控制邏輯簡單:相對超標量微處理器結(jié)構(gòu)和超長指令字結(jié)構(gòu)而言,單芯片多處理器結(jié)構(gòu)的控制邏輯復(fù)雜性要明顯低很多。相應(yīng)的單芯片多處理器的硬件實現(xiàn)必然要簡單得多。

            ● 高主頻:由于單芯片多處理器結(jié)構(gòu)的控制邏輯相對簡單,包含極少的全局信號,因此線延遲對其影響比較小,因此,在同等工藝條件下,單芯片多處理器的硬件實現(xiàn)要獲得比超標量微處理器和超長指令字微處理器更高的工作頻率。

            ● 低通信延遲:由于多個處理器集成在一塊芯片上,且采用共享Cache或者內(nèi)存的方式,多線程的通信延遲會明顯降低,這樣也對存儲系統(tǒng)提出了更高的要求。

            ● 低功耗:通過動態(tài)調(diào)節(jié)電壓/頻率、負載優(yōu)化分布等,可有效降低CMP功耗。

            ● 設(shè)計和驗證周期短:微處理器廠商一般采用現(xiàn)有的成熟單核處理器作為處理器核心,從而可縮短設(shè)計和驗證周期,節(jié)省研發(fā)成本。

            多核技術(shù)應(yīng)用前景

            隨著操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件對多核處理器的進一步支持及優(yōu)化、芯片制造工藝的成熟、AMD及Intel為代表的低功耗技術(shù)的發(fā)展、芯片級虛擬化技術(shù)的成熟等諸多因素,將推動服務(wù)器處理器多核化趨勢的進一步彰顯。多核技術(shù)將成為服務(wù)器技術(shù)的重要技術(shù)支點,更多的多核服務(wù)器處理器在07年內(nèi)登場,包括Intel和安騰、AMD的4核Opteron、Sun的UltraSPARC和Negara八核T1芯片、IBM的Cell BE芯片和Power5多核、HP的PA-RISC多核、使得整個市場充斥著各種多核的技術(shù)。此外,國內(nèi)的龍芯3也是專門面向服務(wù)器系統(tǒng)的CPU,目前也在進行多核的研發(fā),國內(nèi)廠商曙光將在其新品中搭栽龍芯多核處理器。

            應(yīng)用需求的不斷提高是計算機發(fā)展的根本動力。如目前的服務(wù)器應(yīng)用,要求高的吞吐率和在多處理器上的多線程應(yīng)用;Internet的應(yīng)用、P2P和普適計算的應(yīng)用都促使了計算機性能的不斷提升,多核技術(shù)已經(jīng)成為服務(wù)器技術(shù)的重要技術(shù)支點。大型企業(yè)的ERP、CRM等復(fù)雜應(yīng)用,科學(xué)計算、政府的大型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)字醫(yī)療領(lǐng)域、電信、金融等都需要高性能計算,多核技術(shù)可以滿足這些應(yīng)用的需求。

                繼去年發(fā)布33款服務(wù)器處理器后,Intel又在今年初先后發(fā)布了功耗僅50W的低功耗Xeon,以及用于嵌入式平臺的四核Xeon處理器。

               Xeon系列不僅在服務(wù)器領(lǐng)域有所建樹,同時還為通信、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域的嵌入式設(shè)備帶來了強勁的數(shù)據(jù)處理能力。Intel在今年IDF上發(fā)布的嵌入式四核Intel至強(Xeon)處理器5300系列產(chǎn)品是嵌入式市場中的首款四核處理器產(chǎn)品。

           

            英特爾多核嵌入式處理器面向范圍廣泛的嵌入式應(yīng)用,提供卓越性能和可擴充性,實現(xiàn)低能耗、高效能優(yōu)勢。這些全新處理器以較低功耗為嵌入式市場帶來了極為卓越的性能,同時相關(guān)芯片組還采用了改進的集成顯卡組件。采用這些嵌入式處理器及相關(guān)芯片組進行設(shè)計的開發(fā)商將會發(fā)現(xiàn),它們堪稱小外形設(shè)計的最佳選擇,如可為嵌入式應(yīng)用帶來出色性能和I/O密度的全新COM(Computer-on-Module)Express外形規(guī)范等。

             AMD嵌入式處理器采用AMD64長效保修計劃,保證至少五年之處理器供應(yīng)時間,且增加兩款以AMD暢銷行動產(chǎn)品為基礎(chǔ)的低功耗處理器。分別為Mobile AMD Sempron 3500+處理器,以及AMD Turion 64 X2 TL-52雙核心行動運算技術(shù)。此兩款處理器的發(fā)表提供設(shè)計工程師在系統(tǒng)開發(fā)上新的選擇,并且?guī)Ыo顧客最佳性能與較低持有成本。

               AMD Athlon 64及AMD Athlon 64 X2雙核處理器是AMD面向高端嵌入式領(lǐng)域推出的高性能64位器件,具有出色的處理功耗、I/O通信、存儲及擴展性能。與此同時,在近期AMD宣布將新增三款低功耗AMD Athlon 64處理器。新款處理器能令嵌入式系統(tǒng)研發(fā)人員在8瓦的散熱規(guī)格下,發(fā)揮AMD64技術(shù)所具備的各項優(yōu)勢。

            隨著應(yīng)用需求的擴大和技術(shù)的不斷進步,多核必將展示出其強大的性能優(yōu)勢。多核處理器是處理器發(fā)展的必然趨勢,無論是移動與嵌入式應(yīng)用、桌面應(yīng)用還是服務(wù)器應(yīng)用,都將采用多核的架構(gòu),因此我們可以肯定地說:多核技術(shù)應(yīng)用前景廣闊。

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