多內核設計的三種設計模式概述

在一個(gè)對稱(chēng)多處理(簡(jiǎn)稱(chēng)“SMP”)系統中，單一映像(single-image)操作系統是運行在兩個(gè)或多個(gè)共享存儲空間的處理內核的頂層，這些處理器內核實(shí)質(zhì)上是相同的。正如一臺多內核桌面計算機一樣，SMP模式系統可以在一個(gè)處理器內核組基礎上動(dòng)態(tài)地均衡任務(wù)。重新分配處理能力以匹配當前任務(wù)的這種能力是SMP系統的一大主要優(yōu)點(diǎn)，這也使得SMP系統成為了三種模式中最靈活和適應性最強的模式。利用當今SMP實(shí)時(shí)操作系統，這種靈活性可以不需要在犧牲任何性能的條件下實(shí)現判決或實(shí)時(shí)響應。

圖3：SMP系統實(shí)例。

一個(gè)SMP模式系統要求具備兩樣條件：一個(gè)是對稱(chēng)的共享存儲器的多內核處理器平臺，另一個(gè)是具有SMP功能的操作系統。今天眾多的處理器系列都支持SMP功能，也有多種渠道可以得到SMP操作系統。SMP系統的兩個(gè)更為突出的優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)發(fā)人員比較熟悉，以及可以快速啟動(dòng)。理論上來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)人員可以較為容易地啟動(dòng)具有SMP功能的操作系統，并將現有的應用設計進(jìn)行移植，開(kāi)發(fā)人員可以快速地利用多內核硬件的性能。

現實(shí)的情況基本如此，但是有幾個(gè)問(wèn)題需要牢記。第一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題是硬實(shí)時(shí)性要求，一個(gè)支持SMP功能的實(shí)時(shí)操作系統(RTOS)不會(huì )犧牲實(shí)時(shí)性能，但是，當使用SMP時(shí)，不具有硬實(shí)時(shí)性功能的操作系統將缺少判決性以及缺少更高級的和更可變的中斷反應時(shí)間。對一個(gè)良好的SMP RTOS而言無(wú)需擔心此點(diǎn)，但需牢記的是，通用的操作系統在SMP硬件上和它運行在單處理器系統上比較也許會(huì )有不同的表現。