滿(mǎn)足多媒體應用需求,便攜電子風(fēng)行多處理器架構
隨著(zhù)多媒體應用要求越來(lái)越高,在小小的行動(dòng)裝置內,除了要有即時(shí)動(dòng)態(tài)影音呈現,又必須處理大量圖型化操作介面效果,若是重度游戲需求,3D與觸控和聲光效果又是少不了的系統處理負荷,嵌入式處理器單純提升時(shí)脈的效能改善幅度有限,透過(guò)多處理器紓解系統應用的效能瓶頸,已刻不容緩...
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/101144.htm以行動(dòng)電話(huà)應用為例,以往僅限于簡(jiǎn)單的撥號、簡(jiǎn)訊檢視和MP3音訊處理,在智慧型手機、功能性手機不斷強調多媒體應用的趨勢下,現有的嵌入式處理器在面對這些龐大的多媒體運算,已略顯力不從心之感,雖然大多能順利完成相關(guān)任務(wù),但對于影音同步與觸控即時(shí)反應的應用需求,已直接影響行動(dòng)裝置的使用感受,尤其是大量視覺(jué)化圖型介面,系統運行的效能將直接影響觸控操作的應用體驗。
對稱(chēng)式多處理器架構 目前業(yè)界主流
在PC應用端,消費者已能確實(shí)體驗到多核心處理器,帶來(lái)的明顯效能提升,不管是雙核、三核還是四核以上的高階應用市場(chǎng),具體的操作感受可以從核心數量得到最直接的驗證,但反觀(guān)行動(dòng)電話(huà)市場(chǎng)的對稱(chēng)式處理器架構,卻未見(jiàn)此類(lèi)趨勢發(fā)展,多半僅朝向針對單一處理器改善架構、提升快取記憶體或提高運作時(shí)脈等效能提升手法,對于多核與對稱(chēng)多重處理器的效能改善手段,則較少著(zhù)墨。
觀(guān)察目前的行動(dòng)電話(huà)應用,多半已與桌上型電腦應用無(wú)異,例如,手機持有者會(huì )透過(guò)行動(dòng)電話(huà)處理電子郵件、看圖片、編輯文件、瀏覽網(wǎng)站甚至玩電玩等多元應用,針對通訊的3G/3.5G行動(dòng)上網(wǎng)或是GPS定位導航,絢麗的介面互動(dòng)設計,甚至是3D整合的動(dòng)態(tài)介面,樣樣都考驗行動(dòng)電話(huà)的運算處理能力。
即便延用現有的循序處理邏輯,加快每組資料的處理效率,一方面可能單一處理器的處理負荷大幅拉升,將造成處理器所消耗的能量,在行動(dòng)電話(huà)的各個(gè)零組件來(lái)說(shuō)過(guò)于集中,造成高溫、耗能與主/被動(dòng)散熱成本的額外負擔,若參考桌上型電腦的處理器發(fā)展軌跡,將原本集中的運算資源分散到多處理器、多資料流進(jìn)行處理,一方面可以降低核心處理器的效能負擔,也可分散核心所產(chǎn)生的高熱,周邊的配套設置成本將因此增加。
手機的多線(xiàn)程處理架構新挑戰
對于建構系統而言,多線(xiàn)程的設計其實(shí)并不容易開(kāi)發(fā),雖然在PC或Server主機的多線(xiàn)程系統,已發(fā)展有一段時(shí)間,但畢竟行動(dòng)電話(huà)屬于運算資源相對較少的微型運算環(huán)境,例如處理器僅至256~512MB,RTOS系統的容量也相對較小,即便是開(kāi)放性系統的Android或Windows Mobile等行動(dòng)電話(huà)系統,其系統環(huán)境也相對迷你。
針對PC或伺服器環(huán)境開(kāi)發(fā)的多線(xiàn)程技術(shù),并無(wú)法完全轉移到行動(dòng)裝置應用,因為手機并非資源無(wú)限的裝置,光是「電力」就是亟需克服解決的限制。另一方面,即時(shí)回應在一般伺服主機的多線(xiàn)程應用方面,并非絕對要求,而行動(dòng)電話(huà)平臺,卻多半要求必須能處理開(kāi)啟電源就能隨即使用的需求,研發(fā)概念與基礎南轅北轍。
以功耗的處理態(tài)度而言,行動(dòng)電話(huà)所應用的嵌入式處理器,在于可用API的部份,就必須提供更多、更細緻的電源管理控制功能,例如針對嵌入式晶片或處理器進(jìn)行進(jìn)階電源控制,對于臨時(shí)需要針對多媒體運算採取全速運行的需求時(shí),又能即時(shí)喚醒系統,進(jìn)行箱端應用處理,而一般多線(xiàn)程設計系統在處理器喚醒步驟較多、耗時(shí)較久,也是導入行動(dòng)電話(huà)系統后,首要進(jìn)行改善的重點(diǎn)。
而程序轉換過(guò)程中,免不了造成的開(kāi)關(guān)功耗,以往在PC或是伺服器平臺并不是什麼重要的問(wèn)題,因為電源自市電源源不絕供應,問(wèn)題的重要性不高,相對在行動(dòng)電話(huà)平臺,幾mW的功耗就是重要的課題了,而在頻繁的程式轉換或是反覆睡眠、喚醒,可能花在轉換系統模式的耗能,就快佔去系統可用的電力了!這部份尤其在需要面對節能所需的如降頻、負載運算平衡與即時(shí)效能運算等需求間,取得設計平衡點(diǎn)。
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