多核的必由之路

[sapzj1984]

　在今年一月份的EDN评论专栏中，文章着重谈了对称多核和非对称多核这两种架构的特点和区别。这次再说多核可能有点老调重弹，不过，我想说的是，在嵌入式处理器领域，多核也将成为一种市场趋势，半导体厂商也为此做好了准备。

　　多核的想法由来已久。当处理器的性能无法满足要求时，人们最自然最直接的想法是，再加上一个处理器不就行了吗？人们以前也的确是这么做的。但这么做的直接后果是成本增加了不只一倍，不但是处理器成本会增加，在主板的布线、保证处理器间的通信上都要花费更多的时间和金钱。

　　从技术上看，只要单核处理器能达到和多核处理器一样的性能和能源效率，在成本上也有竞争力，就没有必要非搞多核。Intel和AMD也一直是这么干的，二者之间的频率大战延续多年之后，几乎同时撞上了散热和功耗问题，使得处理器的频率无法继续提升。

　　因此Intel和AMD毫无悬念地转向了多核处理器。双核处理器除了可以继续提高性能外，还有助于降低功耗。采用多核处理器，就可以在处理负荷大的时候，让所有的处理器内核都全力以赴地工作。在处理负荷小的时候，就可以让一个或几个内核进入低功耗状态进行休息，实际上也降低了功耗和散热。

　　多核处理
器的另一个潜在优势是可靠性。在多核处理器中，利用虚拟化技术，可以让各个内核独立运行，如一个内核运行Windows，另一个内核运行Linux，也可以两个内核都运行同样的操作系统。万一某个内核出现故障，另一个内核就可以接替故障内核的工作，不至于使系统崩溃或宕机，尽管这时系统的处理能力会下降一半，但总比死机强吧。

　　随着制造工艺的进步，处理器核心所占的硅片面积占整个处理器硅片面积的比例在下降，这也使得制造双核心处理器在成本上变得更加划算。

　　这里有个插曲想必大家都知道，就是Intel和AMD的真伪多核之争。这场争论的结果且不去管它，多核的概念确实是深入人心了，现在主流的PC都已经配置了多核处理器。

　　上面说到的都是PC市场上正在发生的事情，而用途更为广泛、市场容量更为巨大的嵌入式处理器领域，多核的前景又是怎样的呢？

　　先看看我们最常用的手机。现在的手机基本上采用一个ARM处理器加一个DSP的架构，由ARM处理器完成基带处理工作，由DSP对数字化的射频信号进行处理。也有一些处理器采用了两个ARM内核，如德州仪器的双核心OMAP850处理器由2个不同的CPU组成，一个ARM926负责PDA功能，另一个ARM7负责GSM电话功能。有些手机的处理器采用了两个处理器加DSP的架构，两个处理器分别用做基带处理器和应用处理器，以便提供更好的音视频处理能力。

　　为了更好地支持多媒体和娱乐功能，同时尽可能地降低功耗，有些厂商采用可配置处理器技术开发了音视频处理芯片。如ATI公司的多媒体处理芯片上就采用了两个Tensilica公司的Xtensa内核，该芯片用于摩托罗拉超薄的V3手机上。

　　再看看iPhone上发生的情况。iPhone的热销说明了这样一个趋势，将来的手机将成为手机终端、娱乐终端和网络终端的综合体。在正常的通话功能之外，手机还要具有娱乐和多媒体功能，支持MP3、MP4、H.264、VC1等多媒体标准，支持手机电视、数字广播、在线交易等各种无线业务，支持Wi-Fi、WiMAX、蓝牙等无线通信标准，还要支持GPS这样的功能，不但可以做导航之用，在出现意外时还能够提供紧急的位置服务。要保证这些功能的实现，首先是要有足够的处理能力。现在的iPhone使用了5个ARM处理器，是把各个任务分解到多个处理器上。这样做的结果是功能丰富了，但成本也上去了。如果能把多个处理器的功能集成到一个处理器中，无疑将显著降低成本，也有助于降低功耗。

[sapzj1984]

这是在手机上的情况。在其它嵌入式产品上其实也面临同样的挑战，即低功耗、低成本、高性能、高灵活性，但可供选择的多核微控制器产品还不是很多。

　　成立仅两年的美国IntellaSys公司抢先一步，宣布将推出一款多达40个内核的SEAforth嵌入式CPU，而该公司将在明年推出一款包含多达100个内核的嵌入式CPU！该公司提供以SEAforth芯片的开发为中心的T18编译器/仿真器开发工具。处理器核的数量可以从24个到多达几千个，非常方便客户的应用开发。

　　在卖出了Xscale部门后，Intel暂时还没有功耗低于10mW的处理器。不过，据透露，Intel将在年内发布新的低功耗处理器，该系列处理器将支持多核架构。事实上，Intel已经在实验室制造出了80个内核的处理器，Intel也许将借此重返低功耗嵌入式处理器市场。

　　IP供应商倒是早早就为多核做好了准备。行业领头羊ARM有多核处理器ARM11 MPCore，可以配置成包含1个到4个处理器，具有高达2600Dhrystone MIPS的性能。瑞萨计划在2008年大量生产采用ARM11 MPCore处理器
http://article.ednchina.com/Other/20070830093639.htm

[king1203]

学习

[zhangyixian525]

所谓时势造英雄，多核处理器的诞生就是在单核处理器在效率提升方面出现瓶颈的情况下出现的。在大型服务器和个人PC处理器方面的多核化早已成为事实。但是对嵌入式的多核应用还了解不是很多。嵌入式处理器需要多核化吗？多核处理器的串行或是并行执行由什么来控制。如果嵌入式多核的数目很多的话散热肯定会成为一个亟待解决的问题。