在滿足功耗要求的前提下，增加處理器內(nèi)核來(lái)獲得系統(tǒng)性能的提升已經(jīng)成為計(jì)算和嵌入式處理器行業(yè)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)做法。一場(chǎng)相似的演進(jìn)似乎正在不可避免地滲入所有高性能的處理應(yīng)用，DSP廠商正在試圖采納多核架構(gòu)來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的系統(tǒng)處理性能要求。TI首席科學(xué)家方進(jìn)(Gene Frantz)在TI開發(fā)商大會(huì)上展望了未來(lái)DSP發(fā)展之路。他指出，并行處理帶來(lái)了半導(dǎo)體性能的疾速提升，未來(lái)IC產(chǎn)業(yè)通用性將變得極其重要。面對(duì)未來(lái)創(chuàng)新應(yīng)用所帶來(lái)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，系統(tǒng)需要更多靈活可編程的DSP核，并增加優(yōu)化的可編程的協(xié)處理器。 TI日前發(fā)布了一款三核DSP TMS320C6474，該芯片在同一裸片上集成了三個(gè)1GHz C64x+內(nèi)核，可以實(shí)現(xiàn)3GHz的DSP性能，處理能力為24,000 MMACS(16位)和48,000 MMACS(8位)。該公司稱，多核平臺(tái)最大的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在功耗和芯片面積上。以C6474為例，與多芯片解決方案相比，功耗降低了1/3，板級(jí)空間則減少了2/3，成本也降低了2/3。一個(gè)很明顯的對(duì)比就是，與TI此前推出的單核1GHz DSPC6455相比，同樣是提供3GHz的處理能力，三顆C6455的功耗約為15W，而C6474的功耗則只有6W左右。多核的另一優(yōu)勢(shì)則體現(xiàn)在執(zhí)行效率方面?！岸囝w內(nèi)核集成到單芯片上，片內(nèi)時(shí)鐘交換遠(yuǎn)比在一個(gè)單板上的多個(gè)DSP之間的級(jí)聯(lián)快得多，可以1/2主頻的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此，帶來(lái)了更快的數(shù)據(jù)信號(hào)處理?！盩I中國(guó)區(qū)DSP業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理郝曉鵬表示。 除了在運(yùn)算速度方面優(yōu)勢(shì)盡顯之外，多核DSP內(nèi)部存儲(chǔ)空間也得以擴(kuò)展。大存儲(chǔ)容量帶來(lái)的一個(gè)顯而易見的好處是DSP處理性能的迅速提高。多核DSP一個(gè)非常重要的性能就是并行計(jì)算能力，但如果沒有足夠的片內(nèi)存儲(chǔ)空間來(lái)配合，DSP就需要頻繁地進(jìn)行片外數(shù)據(jù)，在這種情況下，即使主頻達(dá)到1GHz甚至更高，也無(wú)法提高運(yùn)算速度，處理性能也將大打折扣。 飛思卡爾最近推出的一款多核DSP則是基于其e500 Power Architecture內(nèi)核。這款名為QorIQ平臺(tái)包括5款產(chǎn)品，最多集成了8個(gè)1.5GHz e500mc內(nèi)核。 該公司表示，多核是一項(xiàng)異常復(fù)雜的技術(shù)，對(duì)功率、成本和性能要求都受到嚴(yán)格限制的嵌入式領(lǐng)域來(lái)說(shuō)尤其如此。飛思卡爾并希望借此平臺(tái)來(lái)提高多核技術(shù)在市場(chǎng)上的采用及支持，并將把多核技術(shù)帶入一個(gè)嵌入式應(yīng)用數(shù)量更多、更多元化的時(shí)代。 {pagination} 雖然多核在提升系統(tǒng)性能，降低功耗、成本方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，但并非集成的核越多越好。多核DSP仍然是面向那些可以很好的將任務(wù)分為幾部分的特定應(yīng)用。在不久前舉辦的亞洲Power Architecture會(huì)議上，飛思卡爾網(wǎng)絡(luò)和多媒體集團(tuán)戰(zhàn)略營(yíng)銷主管兼Power.org市場(chǎng)營(yíng)銷委員會(huì)主席Fawzi Behmann指出，多核是一個(gè)發(fā)展方向，但顯然并不是唯一的出路。多核需要面對(duì)工作任務(wù)的合理分配，處理性能優(yōu)化，并且與存儲(chǔ)器的互聯(lián)，相關(guān)軟件算法的支持也非常關(guān)鍵?！熬湍壳暗陌l(fā)展而言，2~4個(gè)內(nèi)核產(chǎn)品不是飛思卡爾發(fā)展的重點(diǎn)。” 來(lái)自TI的觀點(diǎn)則是，需要集成幾個(gè)內(nèi)核完全取決于市場(chǎng)的需求。盡管工藝技術(shù)在不斷演進(jìn)，但就單芯片的功耗及面積而言，處理性能無(wú)法繼續(xù)大幅提升，而功耗卻隨著處理頻率的增加成倍增長(zhǎng)，這無(wú)疑會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。對(duì)于一些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，需要多核產(chǎn)品來(lái)解決上述難題。這其中包括通信基礎(chǔ)設(shè)施的信號(hào)處理方面，需要多核來(lái)處理語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、多媒體等需求；另一個(gè)是對(duì)功能及圖像處理復(fù)雜度要求高的設(shè)施，實(shí)現(xiàn)視頻偵測(cè)、視覺成像、醫(yī)療成像；第三則是在高性能、高強(qiáng)度的終端設(shè)備，包括核磁共振、CT、彩超等；第四，是需要實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)通信的應(yīng)用，大量的數(shù)據(jù)需要在極短的時(shí)間內(nèi)完成信號(hào)處理分析，并送至控制臺(tái)。“還有很多新興應(yīng)用，甚至一些我們現(xiàn)在都很難說(shuō)清楚的應(yīng)用，對(duì)信號(hào)處理帶來(lái)了極高的要求?！焙聲赠i說(shuō)道，“鑒于從客戶方面獲取的信息，我們目前推出了3核而不是其它多核的DSP產(chǎn)品?！?ADI也已經(jīng)推出了雙核的DSP產(chǎn)品BF561。該公司DSP市場(chǎng)經(jīng)理陸磊表示，未來(lái)還將推出多核產(chǎn)品。但ADI通用DSP及移動(dòng)處理器產(chǎn)品線總監(jiān)Maury Wood也同時(shí)表示，最多4核已經(jīng)足夠應(yīng)付現(xiàn)階段的應(yīng)用。 與此同時(shí)，多核DSP產(chǎn)品的開發(fā)環(huán)境與單核產(chǎn)品的巨大差異使得如何發(fā)揮多核DSP全部的效能成為設(shè)計(jì)人員面臨的一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。郝曉鵬說(shuō)：“編譯器在這個(gè)時(shí)候顯得意義非凡，不同DSP核之間的任務(wù)加載，如何持續(xù)配合、匹配不同的線程等這些工作都是由編譯器來(lái)完成的?！?他補(bǔ)充說(shuō)道：“多核產(chǎn)品的定義有時(shí)候甚至是與我們主要的客戶一起來(lái)完成的，這其中需要考慮很多因素，包括單芯片能承受的功耗，針對(duì)特定應(yīng)用單芯片的處理能力，以及多增加一個(gè)核帶來(lái)的處理能力的提升是否要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其所帶來(lái)的功耗方面的影響。同時(shí)，多核DSP的可編程性和升級(jí)維護(hù)都是廠商需要考慮的?！?