如何簡(jiǎn)化向多核的遷移的基本指導

如果資源進(jìn)行虛擬化，那么任何任務(wù)都可以訪(fǎng)問(wèn)任何虛擬資源，以便使工作完成。這使計算資源能夠靈活、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內核的虛擬機(KVM)。這是一個(gè)非常復雜的領(lǐng)域，飛思卡爾投入了巨大的資金，以便為客戶(hù)提供多核系統最重要的優(yōu)勢之一：靈活的資源使用。

面向多核設計的硬件

由于系統有了更多的多核處理器和處理能力，因此需要將不同應用上的硬件充分利用起來(lái)，這些應用在整個(gè)系統解決方案內可能并行運行，執行不同的任務(wù)。在多核系統中，許多不同的應用都需要訪(fǎng)問(wèn)外設和SoC.例如，您可以在SoC接入多個(gè)內核，但是無(wú)法始終在系統中增加相應的I/O,因為受到芯片中引腳數量的限制。為了將八個(gè)內核集成至SoC,并且能夠使兩個(gè)以太網(wǎng)端口對于不同內核以多個(gè)以太網(wǎng)端口的形式出現，您必須添加針對不同應用隔離SoC的不同部分的虛擬化技術(shù)。軟件芯片在該單一SoC上運行，同時(shí)感知底層硬件具有為其提供的數量顯著(zhù)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。當飛思卡爾開(kāi)始開(kāi)發(fā)多核SoC時(shí)，我們需要基于不同的應用類(lèi)型以許多不同的方式為其提供安全、可靠的分區方式?；诂F有SoC基礎設施開(kāi)發(fā)多核SoC的一個(gè)常見(jiàn)方式是使用共享總線(xiàn)。但是，該方法限制帶寬和延遲。飛思卡爾從一開(kāi)始就解決了這些架構挑戰。 利用具有規模合適的互聯(lián)，因為SoC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(kāi)始起，針對在我們客戶(hù)的系統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)架構和應用級決策。

節省能源

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(hù)能夠隨時(shí)間推移節省能源。我們的PowerQUICC 8315、8536處理器和QorIQ P1022處理器具有數據包無(wú)損以太網(wǎng)等功能，可以使設備進(jìn)入深度睡眠模式。該模式關(guān)閉內核和緩存，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備。當有效負載被處理后，它將進(jìn)入深度睡眠模式。QorIQ P1022處理器用于打印機等EnergyStar設備，并滿(mǎn)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)先的節電技術(shù)稱(chēng)為級聯(lián)電源管理。在非峰值活動(dòng)期間，該技術(shù)將任務(wù)轉向較少數量的內核，以便空閑內核可以進(jìn)入最小功率或“昏睡”狀態(tài)。當數據包流量再次增加時(shí)，該技術(shù)允許返回至全負載條件。級聯(lián)電源管理不像節電技術(shù)那樣簡(jiǎn)單，它也是一個(gè)以更高效的方式分發(fā)數據包處理的工作負載管理技術(shù)。

成功的多核合作伙伴

知識非常豐富的全球現場(chǎng)工作人員是多核遷移成功的關(guān)鍵組件。在多核處理器出現之前，飛思卡爾也幫助我們的客戶(hù)通過(guò)高性能嵌入式處理器將產(chǎn)品推向全球市場(chǎng)，飛思卡爾在嵌入式處理領(lǐng)域擁有世界最大的現場(chǎng)工程師團隊之一。多核應用的軟件非常復雜。經(jīng)驗豐富的合作伙伴可以幫助您設計、調試和優(yōu)化。

通過(guò)我們的Freescale Connect Partner計劃，飛思卡爾繼續與嵌入式行業(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架構的優(yōu)勢。飛思卡爾擁有一個(gè)開(kāi)放、廣泛的生態(tài)系統，以便簡(jiǎn)化向多核架構的遷移。我們的首選合作伙伴包括Enea、Green Hills、Mentor Graphics和QNX,提供在QorIQ平臺上實(shí)現最高性能的優(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)轉折點(diǎn)，那就是通過(guò)添加更多內核來(lái)解決性能問(wèn)題將不再能夠提供所需的性能改進(jìn)。市場(chǎng)正在從簡(jiǎn)單直接的方法向更加精密的功率管理和軟件技術(shù)轉變。

多核的下一步發(fā)展趨勢是什么?

多核市場(chǎng)的未來(lái)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載，并解決現有網(wǎng)絡(luò )存在的成本壓力問(wèn)題。服務(wù)提供商和OEM必須通過(guò)具有更高性能的系統做出響應，以便保持網(wǎng)絡(luò )中的流量質(zhì)量。在I/O性能方面將出現逐步增加，通過(guò)這種方式可以確定處理I/O類(lèi)型和為處理不斷增加的工作負載可以在SoC中使用的內核和存儲器緩存數量。

雖然硬件是市場(chǎng)的引擎，軟件將決定其過(guò)程。通常，開(kāi)發(fā)工具落后于技術(shù)變革。但是，在多核領(lǐng)域，進(jìn)程應該以其他方式出現。市場(chǎng)將見(jiàn)證廠(chǎng)商投入更多努力幫助開(kāi)發(fā)人員創(chuàng )建并優(yōu)化多核應用。軟件將提高總體系統性能，因此有許多工具可以為優(yōu)化應用提供支持。通過(guò)這些系統將可以交付更多的多核軟件內容-不僅是設備的支持驅動(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用。將提供更多面向多核的優(yōu)化操作系統，以幫助對這些設備進(jìn)行排程。

總結

多核解決方案可以使互聯(lián)社區獲得更好的生活質(zhì)量。無(wú)論是用于全球網(wǎng)絡(luò )、移動(dòng)無(wú)線(xiàn)基礎設施、智能電網(wǎng)、自動(dòng)化工廠(chǎng)、智能醫院、航空航天和國防，我們的高級多核硬件、支持軟件和飛思卡爾全球技術(shù)團隊都可以幫助簡(jiǎn)化您向多核的遷移。