多核处理器功耗优化与评估技术发展综述

多核处理器已经成为当前处理器设计的主流,其并行处理能力显著提高了处理器的性能,同时,多核处理器本身的高度集成度也使其功耗显著上升,从而在一定程度上限制了多核处理器的发展。本文描述了低功耗设计的基本理论、常用的低功耗设计技术和多核处理器中的功耗评估技术,并分析和总结了低功耗多核处理器研究的最新进展,可为多核处理器的设计提供有益的参考。     

MIPS引领嵌入式其处理器多核多线程时代

嵌入式应用对处理器性能需求不断增长的同时,对功耗也提出了更高要求.提升频率已经受到功率的限制,多线程计算在单一内核的情况下带来的性能改善十分有限,因此必须引入并行计算实现更高的性能成为必然.为了实现最高的效率,结合多线程和一致的多核具是嵌入式处理器发展的必然,这一点已经从PC桌面处理器的成功得到印证.     

电子百科

多核处理器 多核处理器是单枚芯片（也称为＂硅核＂）,能够直接插入单一的处理器插槽中,但操作系统会利用所有相关的资源,将每个执行内核作为分立的逻辑处理器。通过在两个执行内核之间划分任务,多核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务。多核架构能够使软件更出色地运行,     

MIPS指令集多核处理器信令处理能力评估

通用高性能处理器在信令处理上有着广泛的应用,但有功耗较高的缺点。基于MIPS指令集的低功耗多核处理器的能效比较高,但信令处理能力不明确。本文采用密集内存访问的方法对处理器的信令处理能力进行评价。通过对MIPS指令集多核处理器和X86处理器的比较,得出MIPS多核处理器在信令处理能力和功效比上均有优势。以GTP为例在MIPS架构多核处理器和X86架构处理器上分别实现并进行性能测试。测试结果表明本文所述性能评价方式比较合理,同时也证明MIPS多核处理器可以用作信令处理,能效比显著高于通用高性能处理器。     

嵌入式Linux系统移植中SMP的实现研究

多核嵌入式CPU的出现提高了处理器性能,但目前大多数的操作系统还不能很好地支持这种体系结构,由于Linux内核是目前最流行的系统内核之一,并且其代码具有开源的特性,因此可以通过对现有的Linux操作系统进行移植改造,以适应多核CPU的硬件特性。文中分析了SMP多核嵌入式CPU的硬件结构和启动流程,并使用设备树结构进行了Linux内核在SMP嵌入式平台上关于SMP部分的移植。     

多核处理器系统关键技术探究

<正>传统单核处理器对复杂任务的处理能力不够，多核处理器系统的提出可以很好解决问题。分析了多核处理器系统中同构多核处理器与异构多核处理器的系统特点和结构特征，总结对比了每个结构的优劣势，分析研究了多核处理器的任务调度算法，核间通信机制，核间互斥与中断机制等问题，指出了处理器系统未来的发展方向。近些年来，随着物联网和5G技术的快速发展,对嵌入式实时系统的应用需求日趋复杂，对于处理器性能的要求也随之提高，原来通过提高CPU主频提升处理器性能的方式由于高功耗的制约受到很大挑战，因此多核处理器构架作为新的解决方案被提出，并得到越来越多的关注。     

基于高密度计算的多核处理器电力芯片低功耗设计系统

多核处理器电力芯片是目前多种系统的重要组成部分,设计低功耗电力芯片,能够更好地保证系统正常运行。目前设计的电力芯片低功耗系统运行速度较慢,功耗难以达到用户要求,为此该文应用高密度计算设计了一种多核处理器电力芯片低功耗系统。兼容系统多核处理器与层次化AHB总线,探索处理器电力芯片的整体结构,集中处理存储数据信息,不断调整系统算法参数,通过高密度分析引入矩阵进行数据解析,确保运行过程的安全性。在分析处理器调度性能的基础上,利用高密度处理对数据进行层次化处理,避免数据冗余造成的系统运行故障。实验结果表明,引入所设计系统后电力芯片功耗减少了60%,加速比达到3.992,可以有效提高电力芯片运行性能。     

飞思卡尔推出QorIQ通信平台 首款八核微处理器行业最高标准

飞思卡尔半导体推出QorIQ P4080多核处理器，一个旨在为嵌入式多核空间中的性能、功效和编程性设定新标准的非常先进的八核通信处理器。P4080多核处理器是飞思卡尔新QorIQ平台的标志性成员，基于45纳米处理技术。它集成了增强的Power Architecture内核、三级缓存分层、创新CoreNet片上结构和数据路径加速，可在最大30W的功率电路内提供卓著性能。     

多核系统中NoC通讯架构的关键技术

多核处理器已经成为处理器的主流,并发展成为各种通信与媒体应用的主流处理平台。通讯结构是多核系统中的核心技术之一,核间通信的效率是影响多核处理器性能的重要指标。目前有3种主要的通讯架构:总线系统结构、交叉开关网络和片上网络。总线结构设计相对方便、硬件消耗较少、成本较低;交叉开关是适合用于构建大容量系统的交换网络结构;而片上网络是更高层次、更大规模的片上网络系统,目前可以解决多核体系结构问题,是多核系统最有前途的解决方案之一。文中在分析了NoC结构的基本原理、系统结构和功能的同时,也提供了部分单元的设计实现。     

AMD向异构多核处理器迈出第一步

从2004年下半年起,AMD和Intel这两大主流处理器供应商开始向多核处理器进军.两家公司尽可能在芯片上集成更多的处理核,同时简化设计减少系统功耗并提高整体性能.多核处理器的实质是在同一芯片中集成很多同样的处理核.这一方法降低了设计的复杂性,减小了处理节点,并成为多核处理器发展的一种趋势-这种趋势显然对于服务器应用来说更合适,因为服务器通常为多用户提供固定且有限的功能.     

基于SimpleScalar的异构多核仿真器

提出了一种基于Simple Sealar和SystemC的异构异步多核仿真器，不同运行频率的内核之间采用共享存储区实现通信及数据共享。实验结果表明该仿真器能够在时钟周期级正确模拟异构多核处理器的运行情况，并准确评估异构多核处理器的性能。该仿真器在异构多核系统的软硬件协同设计方面将有较好的应用前景。     

多级并行的多核DSP软件设计

随着信号处理性能需求不断提高,多核DSP软件开发是一个重要发展趋势。指令并行、多核并行处理、计算和传输并行等都是提高处理性能的方法。多核DSP处理器多级存储器中,越靠近内核存储器容量越少。在大数据量处理中需要相应的大存储器容量,无法直接将任务分配到各个处理器内核。针对这一问题,探讨了基于8核处理器的并行任务分配,并根据多核DSP的架构,采用两级乒乓的方式来实现大点数FFT的设计。该设计采用DMA方式实现了处理和传输并行,提高了处理性能。     

多核vs多线程:合适的才是最好的

多核与多线程都是提升处理器处理性能的重要手段,如今多核处理器随处可见,多线程处理器似乎鲜有提及,其实多线程并不是一个新鲜的概念,在很多地方也有广泛的应用。到底多核处理器与多线程处理两者之间有何差异?各有什么优势?哪种技术更能满足未来需求的发展?随着应用需求变得越来越复杂,对处理器计算能力的要求也大大提高,作为提升处理器计算能力的一种重要技术,多核架构在处理器中应用得越来越普遍,从台式机到平板电脑、智能手机等便携设备,到处都可以看到多核处理器的身影。如今双核处理器已成为市场主流,而四核、八核甚至更多核产品的开发也正在进行中,一方面国内外主流的半导体公司都争先恐后地推出自己的多核处理器产品,另一     

彻底改变架构开拓同构多核道路

在异构多核处理器的开发工作之外,业内各公司也在积极寻求同构多核处理器的解决方案.2007年8月,美国Tilera公司推出面向嵌入式设备的处理器TILE64,其中集成了64个网格状排列的3路VLIW CPU内核.     

基于多核DSP的矢量高效QR分解技术

以多核数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)作为计算节点的多核DSP集群系统成为一大发展趋势。当前阶段,由于多核DSP内核硬件资源利用不充分与访存带宽限制,峰值性能与实际性能间存在鸿沟。基于C66x内核丰富的指令集架构以及运算指令编排原则,结合编译器提供的汇编信息,设计并优化了QR分解算法,在充分挖掘DSP单核性能极致的同时减少了矩阵分解的计算时间。根据掌握的优化技术,设计并实现基于多核DSP集群系统的大规模并行QR分解模型,并在分布式计算框架上完成了分解任务。分析结果表明,优化后的QR分解计算效率以及C66x单核硬件资源使用率均提升了二十余倍,随着待分解矩阵规模的成倍增加,多核DSP集群相比于单核的计算性能提升也愈加明显。     

英特尔推动多核技术在嵌入式系统的应用

在过去相当长一段时间,处理器厂商都不遗余力地通过不断提高主频来提高处理器的性能.但是随着处理器的发展,单处理器核心内部晶体管的集成度已超过上亿个,主频提高带来的功耗及发热量呈几何倍数增长,传统处理器体系结构的瓶颈日益显现.于是,另一种全新的芯片构架诞生了,这就是多核处理器,即在单个芯片上集成多个个处理器内核.     

多核编程与设备管理成嵌入式软件热点——访Wind River公司CTO兼副总裁Tomas Evensen

多核编程 1970～2005年,处理器性能增加是由时钟频率的提高来推动的,从过去的1MHz到当今的几GHz;晶体管的几何尺寸不断缩小,从而允许处理器中的晶体管数量从最初的2300增加到10亿个以上,与此同时,处理器的电源电压也在降低;芯片级功耗随着性能的提升而增加.但是今天,由于功耗的限制,处理器性能很难再由提高时钟频率来驱动了,多核结构则可降低电压、频率和功耗.     

多核处理器核间高速通讯架构的研究

多核处理器使得并行系统的结构日益复杂,已经成为处理器的主流,并发展成为各种通信与媒体应用的主流处理平台.通讯结构是多核系统中的核心技术之一,核间通信的效率是影响多核处理器性能的重要指标.目前有三种主要的通讯架构:总线系统结构、交叉开关网络和片上网络.总线结构设计相对方便、硬件消耗较少、成本较低,交叉开关是适用于构建大容...     

多核处理器--计算领域的又一次革命

多核处理器代表了计算技术的一次创新。由于数字数据和互联网的全球化,商业和消费者开始要求多核处理器带来性能改进,这个重要创新就开始了。因为多核处理器比今天的单核处理器具有性能和效率优势,多核处理器将会成为被广泛采用的计算模型。     

多核处理器预取策略的研究

多核处理器的内存和Cache共享策略使内存访问延迟成为影响多核处理器性能的瓶颈,预取技术能够隐藏访问延迟,对提高多核处理器的性能有重要意义.分析并比较了一系列典型的预取策略,讨论了它们的优缺点,对几种新颖的基于硬件的多核预取技术提出了改进方案,讨论了在多核处理器体系结构下,预取策略面临的挑战和必须考虑的设计问题,为多核预取提供了创新的思路.