目前,多核技術已經成為最受關注的話題和研究方向。多核體系結構為效能提高和節能計算等領域開闢了新的方向。然而,現在的多核處理器還沒有統一的標準,基本上處於探索階段。核與核之間的連線方式、通訊協調方式、同一處理器中核與核間結構的差異、器件資源分配策略、任務排程策略、節能策略、軟硬體協同設計策略等方面都處於研究探索之中。多核必將帶來影響整個計算機行業方方面面的巨大變革,包括體系結構研究、嵌入式系統設計和解決方案設計、編譯技術、作業系統核心演算法、應用軟體設計等計算機系統的各個領域。
在單核處理器研究中,主要集中在提高頻率,提高指令級並行度等方面。而在多核體系中,更加關注核與核之間的協作、共享資源的分配、提高執行緒級並行度等方面。
多核處理器必然帶來乙個問題是,需要提高程式的並行度,因為單執行緒程式是無法發揮多核處理器的優勢的。通過編譯優化可以把原先單執行緒的**編譯成多執行緒的形式。openmp
提供了一種方法,程式設計師根據需要把可以並行處理的**加上合適的標記,編譯器根據這些標記把相應**編譯成多執行緒的程式段。多執行緒程式開發涉及到多執行緒除錯的難題,這在多核處理器上會變得更加困難,所以多核體系導致程式開發模式發生巨大變化。
多核處理器上的任務排程也是個新問題,常用的排程演算法有全域性佇列排程和區域性佇列排程。前者是指作業系統維護乙個全域性的任務等待佇列,當系統中有乙個cpu
核心空閒時,作業系統就從全域性任務等待佇列中選取就緒任務開始在此核心上執行。這種方法的優點是cpu
核心利用率較高。後者是指作業系統為每個cpu
核心維護乙個區域性的任務等待佇列,當系統中有乙個cpu
核心空閒時,便從該核心的任務等待佇列中選取恰當的任務執行,這種方法的優點是任務基本上無需在多個cpu
核心間切換,有利於提高cpu
核心區域性cache
命中率,從而提高系統的效能。目前多數cmp
作業系統採用的是基於全域性佇列的任務排程演算法。
如何有效地利用多核技術,對於多核平台上的應用程式設計師來說是個首要問題。多核時代的到來需要軟體開發者必須找出新的開發軟體的方法,選擇程式執行模型。在多核系統中,核心是通過記憶體共享資料和通訊。為了充分利用多核,程式需要同時做很多事情。並行程式執行指令的速度將比傳統的序列程式要快很多,因為它能將工作負載按照不同需求分配給處理器的不同核心
多核研究現狀
目前,多核技術已經成為最受關注的話題和研究方向。多核體系結構為效能提高和節能計算等領域開闢了新的方向。然而,現在的多核處理器還沒有統一的標準,基本上處於探索階段。核與核之間的連線方式 通訊協調方式 同一處理器中核與核間結構的差異 器件資源分配策略 任務排程策略 節能策略 軟硬體協同設計策略等方面都處...
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