對稱(chēng)多處理 (SMP) 的應用優(yōu)勢分析

　　比前代 ARM FPU 性能提高一倍的浮點(diǎn)單元;

　　優(yōu)化的 1 級高速緩存可最大限度地降低時(shí)延與功耗;

　　Thumb®-2 技術(shù)可將存儲器要求降低 30%;

　　TrustZone® 技術(shù)支持可靠的安全應用;

　　L2 高速緩存控制器支持低時(shí)延、高帶寬存儲器存取;

　　CoreSight™ 多內核調試與跟蹤架構可在開(kāi)發(fā)調試期間提高可視性。

　　Cortex-A9 MPCore 內核比 Cortex-A8 更小，在降低功耗的同時(shí)提高了處理效率?？蓴U展峰值性能與高級電源管理相結合，使 Cortex-A9 MPCore 性能超過(guò)了同類(lèi)單內核架構，并可為多內核設計提供明顯的優(yōu)勢。Cortex-A9 MPCore 不但能夠實(shí)現可擴展至多個(gè)市場(chǎng)的統一平臺，同時(shí)還可充分利用通用軟件開(kāi)發(fā)來(lái)降低研發(fā)成本，加速產(chǎn)品上的市進(jìn)程。

SMP 賦予應用與產(chǎn)品的優(yōu)勢

　　目前，制造商希望投資于一款能夠使其在不同級別產(chǎn)品中充分利用與擴展、并同時(shí)滿(mǎn)足未來(lái)需求的平臺。SMP 能夠以真正的性能可擴展性全面滿(mǎn)足這一需求。與只能提高單個(gè)內核速度的前代解決方案不同，SMP 將為整個(gè)多內核實(shí)現真正的可擴展性，為每一款產(chǎn)品實(shí)現性能與功耗的最佳組合。SMP 將允許制造商在統一的平臺上以更高的性能支持如上網(wǎng)本等未來(lái)產(chǎn)品。一旦 SMP 的軟件開(kāi)發(fā)完成，設計人員便可根據未來(lái)需要添加多個(gè)處理器，而且這對軟件將保持透明。SMP 設計可為制造商滿(mǎn)足未來(lái)應用需求打下堅實(shí)的基礎。

SMP 軟件的影響

　　SMP 可為各個(gè)層面的軟件大幅提高性能。對于不支持 SMP 的軟件，我們可使用操作系統任務(wù)管理器在每個(gè)內核上啟動(dòng)進(jìn)程來(lái)實(shí)現并行工作。并行進(jìn)程執行自然會(huì )提升性能，雖然其效率不如線(xiàn)程級處理那么高，但也不會(huì )對應用開(kāi)發(fā)人員造成更多的設計麻煩。

圖 3：SMP 可在軟件的進(jìn)程與線(xiàn)程層面上提高性能隨著(zhù)移動(dòng)設備性能的不斷提升，用戶(hù)應用的復雜性也在不斷增加，在此情況下，應用程序應更多地以并行方式進(jìn)行編寫(xiě)(如采用線(xiàn)程方式)，因此，我們便可充分發(fā)揮 SMP 的真正優(yōu)勢與增益。線(xiàn)程構成進(jìn)程，不必反復返回操作系統尋求資源。應用開(kāi)發(fā)人員不但要采用并行方式進(jìn)行軟件設計，而且還必須注意進(jìn)程中線(xiàn)程的互動(dòng)方式。 某些應用本身就是多線(xiàn)程的，從而使 SMP 能夠實(shí)現更高的性能，更快的響應時(shí)間以及更出色的整體用戶(hù)體驗。如 Google 的 Chrome 等 web 瀏覽器就采用了多線(xiàn)程技術(shù)，因此能夠與 SMP 技術(shù)實(shí)現高度互補。預計這些 PC web 瀏覽器所使用的這種技術(shù)也將用于移動(dòng)領(lǐng)域。 Symbian 和 Linux 移動(dòng)操作系統均全面支持 SMP。這種支持針對移動(dòng)環(huán)境進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)優(yōu)化，將使所有處理器內核的單一操作系統內核映像以及調度器中的負載平衡能夠幫助確定在哪個(gè)內核上運行哪個(gè)任務(wù)或線(xiàn)程。 在處理原有軟件時(shí)，我們必須注意正確的任務(wù)同步，以避免系統鎖死。在 SMP 系統中，操作系統可在安排低優(yōu)先級任務(wù)運行在一個(gè)不同內核上的同時(shí)，讓一個(gè)具有較高優(yōu)先級的任務(wù)運行在另一個(gè)內核上。如果軟件包含不明確的同步，則會(huì )產(chǎn)生導致鎖死情況的錯誤判斷。通過(guò)正確使用信號量、互斥量以及自旋鎖等軟件技術(shù)，SMP 內核的編程軟件將可實(shí)現 SMP 的全部?jì)?yōu)勢。 SMP 系統上的開(kāi)發(fā)與調試工具至關(guān)重要。設計人員需要進(jìn)一步了解芯片情況才能緊跟軟件處理技術(shù)。在多個(gè)內核上同時(shí)運行多個(gè)線(xiàn)程的情況下，功能強大的新型工具將可幫助制造商快速向市場(chǎng)推出令人驚奇的全新產(chǎn)品。