多核基準(zhǔn)面臨大挑戰(zhàn)

給多核CPU定標(biāo)是一大挑戰(zhàn)，但新興的一些方法展現(xiàn)出生機(jī)，嵌入微處理器基準(zhǔn)聯(lián)盟(EEMBC)和多核協(xié)會(huì)總裁Markus Levy表示。在Synopsys互用性開(kāi)發(fā)商論壇上，Levy談?wù)摿?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/多核">多核設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)和定標(biāo)問(wèn)題。 

多核技術(shù)是“不可避免的”， Levy說(shuō)道，有幾大原因。當(dāng)單核CPU提供的“回報(bào)在縮水”時(shí)，他說(shuō)，多核CPU為提高計(jì)算密度、功能分區(qū)、異步微處理器和并行流水線(xiàn)打開(kāi)了大門(mén)。但“天下沒(méi)有免費(fèi)的午餐，” Levy 表示，而且多核CPU也帶來(lái)了許多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。 

在這些挑戰(zhàn)中，發(fā)現(xiàn)合適的硬件和軟件互連是通過(guò)共享存儲(chǔ)器還是片上網(wǎng)絡(luò)方法是其中之一。內(nèi)部核資源管理、分布式電源管理、負(fù)載平衡和算法分割都需要特別小心。而且對(duì)多個(gè)不同類(lèi)型的核進(jìn)行調(diào)試也非常困難提供簡(jiǎn)單的看法。 

為了應(yīng)對(duì)調(diào)試挑戰(zhàn)，多核協(xié)會(huì)將開(kāi)發(fā)一種調(diào)試API。 Levy還談及了該組織在開(kāi)發(fā)通信API領(lǐng)域的工作，其目標(biāo)是“更緊密分布的”同質(zhì)或異質(zhì)多核系統(tǒng)。這種發(fā)信API占位面積很小，延遲低，效率高。與此同時(shí)，EEMBC正著手解決多核器件定標(biāo)的挑戰(zhàn)。該成效的一個(gè)重要部分是允許對(duì)單核與多核實(shí)現(xiàn)進(jìn)行對(duì)比評(píng)估，這樣設(shè)計(jì)師就能看到2、4、16或更多內(nèi)核可能提供的性能有多少。Levy表示，多核定標(biāo)必須能延展至數(shù)百個(gè)內(nèi)核。它必須能測(cè)量存儲(chǔ)帶寬，因?yàn)殡S著內(nèi)核數(shù)量上升，這已成為主要問(wèn)題。而且它還必須要考慮操作系統(tǒng)對(duì)排序的支持，因?yàn)椴煌僮飨到y(tǒng)在分派和管理線(xiàn)程上差距極大。 

多核系統(tǒng)最容易定標(biāo)的類(lèi)型示使用對(duì)稱(chēng)多處理 (SMP)的系統(tǒng)，而這也是EEMBC著手的出發(fā)點(diǎn)。因此，定標(biāo)假定為向同等的處理器內(nèi)核分派線(xiàn)程。 

“最容易的方式是采納現(xiàn)有的基準(zhǔn)，讓它們線(xiàn)程化，” Levy 指出?！暗?，運(yùn)行一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，你需要一些監(jiān)控系統(tǒng)的方式，而其復(fù)雜性前所未有。你不僅僅是運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用，你在運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用、一個(gè)操作系統(tǒng)和非指令監(jiān)視器?！睘橥瓿蛇@一任務(wù)， Levy表示，EEMBC已開(kāi)發(fā)了已申報(bào)專(zhuān)利的“測(cè)試包”，提供觀(guān)測(cè)并監(jiān)控定標(biāo)過(guò)程中出現(xiàn)何種情況的抽象層。它提供了一種發(fā)布多基準(zhǔn)配置和由應(yīng)用或線(xiàn)程組成的“工作量”的配置途經(jīng)。 

EEMBC發(fā)現(xiàn)這一性能不能按處理器數(shù)量線(xiàn)性縮放。“當(dāng)你指派更多線(xiàn)程時(shí)，保持到一定程度還湊合，但當(dāng)處理器飽和時(shí)，你就頭撞南墻了?！?nbsp;

Levy展示了幾種基準(zhǔn)案例。其一涉及一種通過(guò)IP數(shù)據(jù)傳輸語(yǔ)音的多通道處理器件。測(cè)試是增加通道數(shù)量，觀(guān)測(cè)性能蛻變的起點(diǎn)。在MPEG基準(zhǔn)例子里，一個(gè)單一任務(wù)被分解為多個(gè)子任務(wù)，在一個(gè)視頻例子里，不同算法，如視頻輸入和解碼，在不同的內(nèi)核上運(yùn)行?！拔覀兿Ｍ苷业揭环N業(yè)內(nèi)大多數(shù)認(rèn)同的方法，在相同的基礎(chǔ)上運(yùn)行?！?nbsp;Levy說(shuō)道。 

Synopsys EDA互用性開(kāi)發(fā)商大會(huì)還探討了低功率標(biāo)準(zhǔn)，EDA軟件侵權(quán)保護(hù)，模擬約束和可互用參數(shù)化單元 (p-cells)的必要性。會(huì)刊網(wǎng)上已公布。