在滿足功耗要求的前提下，增加處理器內(nèi)核來獲得系統(tǒng)性能的提升已經(jīng)成為計算和嵌入式處理器行業(yè)的一項標(biāo)準(zhǔn)做法。一場相似的演進(jìn)似乎正在不可避免的滲入到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)來滿足日益增長的系統(tǒng)處理性能要求。TI首席科學(xué)家方進(jìn)(Gene Frantz)在TI開發(fā)商大會上就展望了未來DSP發(fā)展之路。他指出，并行處理帶來了半導(dǎo)體性能的疾速提升，未來IC產(chǎn)業(yè)通用性將變得極其重要。面對未來創(chuàng)新應(yīng)用所帶來的高效嚴(yán)峻的挑戰(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DSPTMS320C6474，該芯片在同一裸片上集成了三個1GHz C64x+內(nèi)核，可以實現(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，多核平臺最大的優(yōu)勢是體現(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，板級空間則減少了2/3，而成本也比降低了2/3。一個很明顯的比較就是，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)勢則體現(xiàn)在執(zhí)行效率方面。“多顆內(nèi)核集成到單芯片上，片內(nèi)時鐘交換遠(yuǎn)比在一個單板上的多個DSP之間的級聯(lián)快的多，可以1/2主頻的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，因此，帶來了更快的數(shù)據(jù)信號處理。” TI中國區(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)勢盡顯之外，多核DSP內(nèi)部存儲空間也得以擴(kuò)展。每個內(nèi)核除了有32KB的L1 數(shù)據(jù)和的程序存儲空間之外，C6474還提供了一個3M的L2存儲空間。并且3M內(nèi)存在每個核內(nèi)有兩種分區(qū)方式，可以是1:1:1，也可以是1.5M:1:0.5M?！斑@完全取決于具體的應(yīng)用?！?郝曉鵬說道。大存儲容量帶來的一個顯而易見的好處是DSP處理性能的迅速提高。多核DSP一個非常重要的性能就是并行計算能力，但如果沒有足夠的片內(nèi)存儲空間來配合，DSP就需要頻繁的進(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平臺包括5款產(chǎn)品，最多集成了8個1.5GHz e500mc內(nèi)核。該公司表示，多核是一項異常復(fù)雜的技術(shù)，對功率、成本和性能要求都受到嚴(yán)格限制的嵌入式領(lǐng)域來說尤其如此。并希望借此平臺來提高多核技術(shù)在市場上的采用及支持，并將把多核技術(shù)帶入一個嵌入式應(yīng)用數(shù)量更多、更具多元化的時代?！斑@種增長也將改善整個多核生態(tài)系統(tǒng)?！? 雖然多核在提升系統(tǒng)性能，降低功耗、成本方面具有領(lǐng)先的優(yōu)勢，但顯然，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會議上，飛思卡爾網(wǎng)絡(luò)和多媒體集團(tuán)戰(zhàn)略營銷主管，Power.org市場營銷委員會主席Fawzi Behmann指出，多核是一個發(fā)展方向，但顯然并不是唯一的出路。多核需要面對工作任務(wù)的合理分配，處理性能優(yōu)化，并且與存儲器的互聯(lián)，以及相關(guān)軟件算法的支持非常關(guān)鍵?！熬湍壳暗陌l(fā)展而言，2-4個內(nèi)核產(chǎn)品不是飛思卡爾發(fā)展的重點。” 來自TI的觀點則是，需要集成幾個內(nèi)核完全取決于市場的需求。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，這無疑會增加整個系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度。對于一些應(yīng)用來說，需要多核的產(chǎn)品來解決上述難題。這其中包括通信基礎(chǔ)設(shè)施的信號處理方面，需要多核來處理語音、數(shù)據(jù)、多媒體等需求；另一個是對功能及圖像處理復(fù)雜度要求高的設(shè)施，實現(xiàn)視頻偵測，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，是需要實時現(xiàn)場通信的應(yīng)用，大量的數(shù)據(jù)需要在極短的時間內(nèi)完成信號處理分析，并送至控制臺。“還有很多新興應(yīng)用，甚至一些我們現(xiàn)在都很難說清楚的應(yīng)用，對信號處理帶來了極高的要求。” 郝曉鵬說道。“鑒于從客戶方面獲取的信息，我們目前推出了3核而不是其它幾核的DSP產(chǎn)品?！? ADI也已經(jīng)推出了雙核的DSP產(chǎn)品BF561。該公司DSP市場經(jīng)理陸磊表示，未來還將推出多核產(chǎn)品。但ADI通用DSP及移動處理器產(chǎn)品線總監(jiān)Maury Wood也同時表示，最多4核，已經(jīng)足夠應(yīng)付現(xiàn)階段的應(yīng)用。 與此同時，多核DSP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)計人員面臨的一項重要挑戰(zhàn)?！熬幾g器在這個時候顯得意義非凡，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完成的?！?郝曉鵬補(bǔ)充說道?！岸嗪水a(chǎn)品的定義，有時候甚至是與我們主要的客戶一起來完成的。需要考慮很多因素。單芯片能承受的功耗，針對特定應(yīng)用單芯片的處理能力，以及多增加一個核帶來的處理能力的提升是否要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其所帶來的功耗方面的影響。同時，多核DSP的可編程性和升級維護(hù)都是廠商需要考慮的。”