多核基準(zhǔn)面臨大挑戰(zhàn)

給多核CPU定標(biāo)是一大挑戰(zhàn)，但新興的一些方法展現(xiàn)出生機，嵌入微處理器基準(zhǔn)聯(lián)盟(EEMBC)和多核協(xié)會總裁MarkusLevy表示。在Synopsys互用性開發(fā)商論壇上，Levy談?wù)摿?em>多核設(shè)計挑戰(zhàn)和定標(biāo)問題。

多核技術(shù)是“不可避免的”，Levy說道，有幾大原因。當(dāng)單核CPU提供的“回報在縮水”時，他說，多核CPU為提高計算密度、功能分區(qū)、異步微處理器和并行流水線打開了大門。但“天下沒有免費的午餐，”Levy表示，而且多核CPU也帶來了許多設(shè)計挑戰(zhàn)。

在這些挑戰(zhàn)中，發(fā)現(xiàn)合適的硬件和軟件互連是通過共享存儲器還是片上網(wǎng)絡(luò)方法是其中之一。內(nèi)部核資源管理、分布式電源管理、負(fù)載平衡和算法分割都需要特別小心。而且對多個不同類型的核進(jìn)行調(diào)試也非常困難提供簡單的看法。

為了應(yīng)對調(diào)試挑戰(zhàn)，多核協(xié)會將開發(fā)一種調(diào)試API。Levy還談及了該組織在開發(fā)通信API領(lǐng)域的工作，其目標(biāo)是“更緊密分布的”同質(zhì)或異質(zhì)多核系統(tǒng)。這種發(fā)信API占位面積很小，延遲低，效率高。與此同時，EEMBC正著手解決多核器件定標(biāo)的挑戰(zhàn)。該成效的一個重要部分是允許對單核與多核實現(xiàn)進(jìn)行對比評估，這樣設(shè)計師就能看到2、4、16或更多內(nèi)核可能提供的性能有多少。Levy表示，多核定標(biāo)必須能延展至數(shù)百個內(nèi)核。它必須能測量存儲帶寬，因為隨著內(nèi)核數(shù)量上升，這已成為主要問題。而且它還必須要考慮操作系統(tǒng)對排序的支持，因為不同操作系統(tǒng)在分派和管理線程上差距極大。

多核系統(tǒng)最容易定標(biāo)的類型示使用對稱多處理(SMP)的系統(tǒng)，而這也是EEMBC著手的出發(fā)點。因此，定標(biāo)假定為向同等的處理器內(nèi)核分派線程。

“最容易的方式是采納現(xiàn)有的基準(zhǔn)，讓它們線程化，”Levy指出。“但是，運行一個標(biāo)準(zhǔn)，你需要一些監(jiān)控系統(tǒng)的方式，而其復(fù)雜性前所未有。你不僅僅是運行一個應(yīng)用，你在運行一個應(yīng)用、一個操作系統(tǒng)和非指令監(jiān)視器。”為完成這一任務(wù)，Levy表示，EEMBC已開發(fā)了已申報專利的“測試包”，提供觀測并監(jiān)控定標(biāo)過程中出現(xiàn)何種情況的抽象層。它提供了一種發(fā)布多基準(zhǔn)配置和由應(yīng)用或線程組成的“工作量”的配置途經(jīng)。

EEMBC發(fā)現(xiàn)這一性能不能按處理器數(shù)量線性縮放?！爱?dāng)你指派更多線程時，保持到一定程度還湊合，但當(dāng)處理器飽和時，你就頭撞南墻了?！?

Levy展示了幾種基準(zhǔn)案例。其一涉及一種通過IP數(shù)據(jù)傳輸語音的多通道處理器件。測試是增加通道數(shù)量，觀測性能蛻變的起點。在MPEG基準(zhǔn)例子里，一個單一任務(wù)被分解為多個子任務(wù)，在一個視頻例子里，不同算法，如視頻輸入和解碼，在不同的內(nèi)核上運行。“我們希望能找到一種業(yè)內(nèi)大多數(shù)認(rèn)同的方法，在相同的基礎(chǔ)上運行?！盠evy說道。

SynopsysEDA互用性開發(fā)商大會還探討了低功率標(biāo)準(zhǔn)，EDA軟件侵權(quán)保護，模擬約束和可互用參數(shù)化單元(p-cells)的必要性。會刊網(wǎng)上已公布。