如何簡化向多核的遷移的基本指導(dǎo)

如果資源進(jìn)行虛擬化，那么任何任務(wù)都可以訪問任何虛擬資源，以便使工作完成。這使計(jì)算資源能夠靈活、有彈性并且不會(huì)硬性綁定至任何任務(wù)。例如，作為嵌入式應(yīng)用中的虛擬化選擇，在基于飛思卡爾Power Architecture的多核SoC中支持基于Linux內(nèi)核的虛擬機(jī)(KVM)。這是一個(gè)非常復(fù)雜的領(lǐng)域，飛思卡爾投入了巨大的資金，以便為客戶提供多核系統(tǒng)最重要的優(yōu)勢之一：靈活的資源使用。

面向多核設(shè)計(jì)的硬件

由于系統(tǒng)有了更多的多核處理器和處理能力，因此需要將不同應(yīng)用上的硬件充分利用起來，這些應(yīng)用在整個(gè)系統(tǒng)解決方案內(nèi)可能并行運(yùn)行，執(zhí)行不同的任務(wù)。在多核系統(tǒng)中，許多不同的應(yīng)用都需要訪問外設(shè)和SoC.例如，您可以在SoC接入多個(gè)內(nèi)核，但是無法始終在系統(tǒng)中增加相應(yīng)的I/O,因?yàn)槭艿叫酒幸_數(shù)量的限制。為了將八個(gè)內(nèi)核集成至SoC,并且能夠使兩個(gè)以太網(wǎng)端口對于不同內(nèi)核以多個(gè)以太網(wǎng)端口的形式出現(xiàn)，您必須添加針對不同應(yīng)用隔離SoC的不同部分的虛擬化技術(shù)。軟件芯片在該單一SoC上運(yùn)行，同時(shí)感知底層硬件具有為其提供的數(shù)量顯著較大的資源。

飛思卡爾的優(yōu)勢之一在于我們如何在SoC中采用該虛擬化并提高性能。當(dāng)飛思卡爾開始開發(fā)多核SoC時(shí)，我們需要基于不同的應(yīng)用類型以許多不同的方式為其提供安全、可靠的分區(qū)方式?；诂F(xiàn)有SoC基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)多核SoC的一個(gè)常見方式是使用共享總線。但是，該方法限制帶寬和延遲。飛思卡爾從一開始就解決了這些架構(gòu)挑戰(zhàn)。 利用具有規(guī)模合適的互聯(lián)，因?yàn)镾oC本身是一個(gè)小型網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)SoC組件之間不會(huì)爭用資源。從一開始起，針對在我們客戶的系統(tǒng)中指配多核器件的最佳方式，飛思卡爾已經(jīng)制定了多個(gè)架構(gòu)和應(yīng)用級(jí)決策。

節(jié)省能源

在關(guān)注多核能源管理方面，飛思卡爾具有多年的歷史。符合美國的EnergyStar、日本的Top Runner和EU Code of Conduct等協(xié)議使我們的客戶能夠隨時(shí)間推移節(jié)省能源。我們的PowerQUICC 8315、8536處理器和QorIQ P1022處理器具有數(shù)據(jù)包無損以太網(wǎng)等功能，可以使設(shè)備進(jìn)入深度睡眠模式。該模式關(guān)閉內(nèi)核和緩存，并從SoC中去掉電源。SoC的各個(gè)部分是有效的，并且能夠處理一些關(guān)鍵事件，可以在合適的時(shí)間、合適的條件下喚醒設(shè)備。當(dāng)有效負(fù)載被處理后，它將進(jìn)入深度睡眠模式。QorIQ P1022處理器用于打印機(jī)等EnergyStar設(shè)備，并滿足多種能源要求，例如在深層睡眠模式中只有200–300毫瓦的損耗。

飛思卡爾另一個(gè)領(lǐng)先的節(jié)電技術(shù)稱為級(jí)聯(lián)電源管理。在非峰值活動(dòng)期間，該技術(shù)將任務(wù)轉(zhuǎn)向較少數(shù)量的內(nèi)核，以便空閑內(nèi)核可以進(jìn)入最小功率或“昏睡”狀態(tài)。當(dāng)數(shù)據(jù)包流量再次增加時(shí)，該技術(shù)允許返回至全負(fù)載條件。級(jí)聯(lián)電源管理不像節(jié)電技術(shù)那樣簡單，它也是一個(gè)以更高效的方式分發(fā)數(shù)據(jù)包處理的工作負(fù)載管理技術(shù)。

成功的多核合作伙伴

知識(shí)非常豐富的全球現(xiàn)場工作人員是多核遷移成功的關(guān)鍵組件。在多核處理器出現(xiàn)之前，飛思卡爾也幫助我們的客戶通過高性能嵌入式處理器將產(chǎn)品推向全球市場，飛思卡爾在嵌入式處理領(lǐng)域擁有世界最大的現(xiàn)場工程師團(tuán)隊(duì)之一。多核應(yīng)用的軟件非常復(fù)雜。經(jīng)驗(yàn)豐富的合作伙伴可以幫助您設(shè)計(jì)、調(diào)試和優(yōu)化。

通過我們的Freescale Connect Partner計(jì)劃，飛思卡爾繼續(xù)與嵌入式行業(yè)中的領(lǐng)先軟件和工具公司密切合作，以幫助確保全面的解決方案能充分利用QorIQ架構(gòu)的優(yōu)勢。飛思卡爾擁有一個(gè)開放、廣泛的生態(tài)系統(tǒng)，以便簡化向多核架構(gòu)的遷移。我們的首選合作伙伴包括Enea、Green Hills、Mentor Graphics和QNX,提供在QorIQ平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)最高性能的優(yōu)化集成解決方案。廣泛的合作伙伴組合包括6Wind、Critical Blue和Wind River,幫助加快向多核的遷移，并縮短上市時(shí)間。

行業(yè)正在遇到一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，那就是通過添加更多內(nèi)核來解決性能問題將不再能夠提供所需的性能改進(jìn)。市場正在從簡單直接的方法向更加精密的功率管理和軟件技術(shù)轉(zhuǎn)變。

多核的下一步發(fā)展趨勢是什么?

多核市場的未來將由對于速度更快的硬件的需求推動(dòng)，以便處理更多工作負(fù)載，并解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在的成本壓力問題。服務(wù)提供商和OEM必須通過具有更高性能的系統(tǒng)做出響應(yīng)，以便保持網(wǎng)絡(luò)中的流量質(zhì)量。在I/O性能方面將出現(xiàn)逐步增加，通過這種方式可以確定處理I/O類型和為處理不斷增加的工作負(fù)載可以在SoC中使用的內(nèi)核和存儲(chǔ)器緩存數(shù)量。

雖然硬件是市場的引擎，軟件將決定其過程。通常，開發(fā)工具落后于技術(shù)變革。但是，在多核領(lǐng)域，進(jìn)程應(yīng)該以其他方式出現(xiàn)。市場將見證廠商投入更多努力幫助開發(fā)人員創(chuàng)建并優(yōu)化多核應(yīng)用。軟件將提高總體系統(tǒng)性能，因此有許多工具可以為優(yōu)化應(yīng)用提供支持。通過這些系統(tǒng)將可以交付更多的多核軟件內(nèi)容-不僅是設(shè)備的支持驅(qū)動(dòng)，還包括更多的中間件和虛擬化軟件，以及利用它們的其他參考應(yīng)用。將提供更多面向多核的優(yōu)化操作系統(tǒng)，以幫助對這些設(shè)備進(jìn)行排程。

總結(jié)

多核解決方案可以使互聯(lián)社區(qū)獲得更好的生活質(zhì)量。無論是用于全球網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)無線基礎(chǔ)設(shè)施、智能電網(wǎng)、自動(dòng)化工廠、智能醫(yī)院、航空航天和國防，我們的高級(jí)多核硬件、支持軟件和飛思卡爾全球技術(shù)團(tuán)隊(duì)都可以幫助簡化您向多核的遷移。