滿足多媒體應(yīng)用需求，便攜電子風(fēng)行多處理器架構(gòu)

　　兼具效能、節(jié)能要求的異質(zhì)核心設(shè)計(jì)

　　相對(duì)的，若要達(dá)到多線程的最佳化設(shè)計(jì)，其實(shí)多重處理器的系統(tǒng)架構(gòu)將是一大關(guān)鍵。多重處理器的實(shí)踐方式，有分同質(zhì)多核心(homogenous multi-core)與異質(zhì)多核心(heterogeneous multi-core)兩類，同質(zhì)多核心是將數(shù)個(gè)相同的核心整合到單一晶片中，而異質(zhì)多核心則是將不同設(shè)計(jì)的核心整合在單一晶片裡，理論上，兩種設(shè)置架構(gòu)，都不影響其功能，但在表現(xiàn)特性上卻有顯著的差異。

　　以同質(zhì)多核心為例，若因多線程處理出問題，可以關(guān)閉部分核心，讓單一核心繼續(xù)完成工作任務(wù)，但若是異質(zhì)核心，則是將不同工作負(fù)荷分散到各重點(diǎn)核心進(jìn)行處理，因?yàn)樵摵诵臑獒槍?duì)該項(xiàng)特殊任務(wù)的最佳化架構(gòu)，在處理效能、功耗將會(huì)達(dá)到最佳化表現(xiàn)，異質(zhì)核心的代表就如同德州儀器的OMAP，OMAP為通用處理器 (General-Purpose Preprocessor：GPP)、數(shù)位訊號(hào)處理器(Digital signal processing：DSP)與幾個(gè)多媒體加速器架構(gòu)而成，另還有搭配特殊目的的處理核心、加密運(yùn)算的處理核心不同架構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　但若從效率角度檢視，異質(zhì)核心處理器相較PC或伺服器應(yīng)用而言，更適合用于運(yùn)算資源相對(duì)較少的行動(dòng)裝置平臺(tái)，例如，針對(duì)加密需求所設(shè)置的核心，或是針對(duì)特殊數(shù)位信號(hào)處理的核心，其若採(cǎi)取一般運(yùn)算用途的核心完成運(yùn)算，所耗費(fèi)的時(shí)間將是DSP或HSP的10~20倍，而這類特定用途的核心，隨時(shí)沒有使用都可以指定關(guān)閉其功能，節(jié)省整體晶片的功耗。

　　多數(shù)高階設(shè)計(jì)中，為了提升GPP的運(yùn)算效能，導(dǎo)入多核心設(shè)計(jì)是熱門的選項(xiàng)，例如，以雙處理器SMP再搭配ARM處理器的協(xié)同運(yùn)作方式，對(duì)于智慧型手機(jī)的一般運(yùn)算而言其效能提升會(huì)是相當(dāng)明顯的效果，當(dāng)使用者多媒體運(yùn)算需求較高，可同時(shí)用雙處理器全速運(yùn)行，若需求僅為一般應(yīng)用，則可減少一個(gè)核心，採(cǎi)單核心運(yùn)作，而ARM的角色則為控制核心工作分配與喚醒核心、關(guān)閉核心的進(jìn)階任務(wù)仲裁角色。

　　異質(zhì)多核心的架構(gòu)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

　　多核心系統(tǒng)程式必須直接面對(duì)許多難解議題，例如包括演算任務(wù)、處理資源管理、通訊服務(wù)、資料同步...等，多核心所架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)可能已經(jīng)不能再僅以單一作業(yè)系統(tǒng)來進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)，可能必須有一個(gè)以上的系統(tǒng)針對(duì)專精領(lǐng)域協(xié)同運(yùn)作，為系統(tǒng)提供上述的多項(xiàng)運(yùn)算服務(wù)。而異質(zhì)多核心系統(tǒng)，在多組核心的運(yùn)用，也會(huì)用到RTOS的多作業(yè)系統(tǒng)資源，此狀況就會(huì)產(chǎn)生無法由單組作業(yè)系統(tǒng)管理嵌入式裝置的相關(guān)資源，這個(gè)狀況尤其會(huì)在運(yùn)用如DSP之類的專用處理核心后，態(tài)勢(shì)進(jìn)一步惡化!因?yàn)樵诋愘|(zhì)核心架構(gòu)中，DSP這類硬體加速器不會(huì)去執(zhí)行任何樣式的作業(yè)系統(tǒng)，卻又得與各個(gè)不同核心的多作業(yè)系統(tǒng)處理程序交互應(yīng)用，運(yùn)算與協(xié)同複雜度將大幅提升。

　　常見的開發(fā)模式，可以建構(gòu)針對(duì)叢集內(nèi)運(yùn)算、除錯(cuò)、資源、通訊、等不同目的的溝通標(biāo)準(zhǔn)，如叢集內(nèi)通訊而制訂的通訊(TIPC)、多核心除錯(cuò)機(jī)制、資源管理應(yīng)用程式介面(RAPI)、通訊應(yīng)用程式介面(CAPI)。RAPI的應(yīng)用目標(biāo)是為針對(duì)多線程運(yùn)算資源的管理與同步，提供標(biāo)準(zhǔn)化API介面。CAPI則是一個(gè)API規(guī)格，目的在處理嵌入式系統(tǒng)的訊息傳遞與同步需求。此外，多核心的系統(tǒng)平臺(tái)，除運(yùn)算效能的增加與功耗問題的相關(guān)挑戰(zhàn)外，其實(shí)多核心系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員所面臨挑戰(zhàn)還有如何分割程式碼等問題要解決，并非換了硬體整體設(shè)計(jì)就全面提升。