面对异构多核设计的挑战
在不到十年前的一段时间里,嵌入式开发人员所能获得的最大计算能力将是在单核处理器中,该处理器采用的工艺可以提供更好的时钟速率、更好的功率/性能或原始速度。 但通过亚微米-纳米制造,现在可以在一个芯片上获得多个处理器——事实上还有更多。在这样的...
在不到十年前的一段时间里,嵌入式开发人员所能获得的最大计算能力将是在单核处理器中,该处理器采用的工艺可以提供更好的时钟速率、更好的功率/性能或原始速度。
但通过亚微米-纳米制造,现在可以在一个芯片上获得多个处理器——事实上还有更多。在这样的设计中,标准已经从两个或三个同类处理器内核转变为几十个。在某些领域,如高端消费设备和手机,其架构更加多样化,并包含了异构的许多核心元素,将图形、视频和DSP引擎与通用处理器混合在一起。
特别是由于这种高容量的消费者应用程序使基于ARM的设计成为可能,因此即使计算能力不断提高,其使用成本也在下降。这为嵌入式细分市场、网络基础设施甚至高性能科学计算中的异构ARM设计开辟了新市场。
为了利用这一优势,嵌入式开发人员面临着一系列相当大的挑战,包括:(1)确定设计是否需要这样的解决方案;(2) 如果是这样的话,那么使用什么样的处理器内核组合;(3) 可以支持的处理器的正确组合和精确数量;(4) 是使用紧密耦合还是松散耦合的多处理器;(5) 如何以及何时使用虚拟机管理程序来管理工作负载;(6) 如何管理核心之间的进程间通信;以及(7)使用哪种操作系统:专有或开源,或者构建自己的操作系统。
正如在最近的设计文章集中所指出的本周的《科技焦点》时事通讯 ,这些问题一直是Embedded.com上备受关注和讨论的主题。有关最新信息,特别是与ARM架构有关的信息,我建议即将推出的2014 ARM技术会议三周后在圣克拉拉。一定要登记参加如果你想接受这个主题的强化教育。
在ARM Techcon将有一个12个班的轨道在下一次设计中使用异构技术的各个方面:使用哪种内核——Cortex-A、Cortex-M、ARMV8、ARM64、Big.little、Neon或Mali;使用哪个编程模型;以及哪些应用程序将从其使用中受益最大。在这些课程中,我选择了一些不容错过的课程:
HSA和ARM计算的未来
在AMD的Suresh Gopalakrishnan的指导下,他将为异构系统架构(HSA)奠定基础,这是一种硬件/软件规范,开发人员可以通过OpenMP、OpenCL和Java等访问。他将讨论如何为工作负载优化的平台选择正确的工具,无论是移动、嵌入式、服务器和HPC。
使用ARM Cortex-A和Cortex-M系列异构方法
Freescale的Amanda McGregor将全面介绍使用ARM Cortex-a和Cortex-M系列的异构多处理(HMP),以及必须考虑的因素,包括响应效率、系统级完整性和低功耗。
ARM系统上的GP和GPU
PTR集团的Michael Anderson将教授这门课程,他表示,ARM平台越来越多地与高性能图形处理器(GPU)结合在一起。“然而,GPU可以做的不仅仅是渲染图形,”他指出。“今天的GPU本身就是高度集成的多核处理器,其功能远不止更新显示器。”在他的课程中,主题将包括利用GPU作为计算引擎的基本原理及其实现,以及可以使用的各种工具,包括NVidia的CUDA、OpenCL和RenderScript等。
为了补充ARM Techcon的课程,本周的《科技焦点》时事通讯包含Embedded.com上关于相关主题的众多文章的子集,其中我的编辑的首选是:
SAVE:在异构系统中实现高效的资源管理
通过将异构系统体系结构(HSA)的专用计算资源集中起来并利用其各自的特性来应对利用这些资源的挑战。
HPC与嵌入式系统在异构计算中的融合
对异构计算及其对许多嵌入式系统设计中的高性能计算的影响的评估。
异构体系结构的高级编程
使用一些真实世界的算法评估AMD基于APARAPI Java的异构多核编程环境。
基于动态分区的异构多核JPEG解压缩
一种运行时分区和调度方案,用于利用任务、数据和管道并行性的异构多核设计。
虽然我的计划还不清楚,但如果我参加ARM Techcon,嵌入式系统开发人员可以谈论他们想在embedded.com上看到什么,以及你可能想在网站上发布的文章或博客。如果不可能,给我打个电话或给我发封电子邮件。
( 编者按 :美国东部时间2014年9月9日,星期二,霍尼韦尔传感与控制公司和阿罗电子公司的专家将主持60分钟网络研讨会关于SOT-23封装中的新型纳米功率各向异性磁阻传感器IC.)
Embedded.com网站编辑Bernard Cole也是每周两次的编辑Embedded.com时事通讯以及TechRite联合公司编辑服务咨询。他欢迎您的反馈。发送电子邮件至,或致电928-525-9087。
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