多核增強3G基站性能 編程技術(shù)面臨挑戰(zhàn)

　　無線通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施正在由3G向4G轉(zhuǎn)型，隨著對多載波、高速、多任務(wù)支持需求的增加，基站與核心網(wǎng)設(shè)備對多核處理器的需求越來越強。根據(jù)In-Stat的調(diào)查結(jié)果顯示，到2013年，將近88%的移動處理器出貨量是屬于多核產(chǎn)品的，其市場規(guī)模將達到775萬臺，并將保持22.3%的年復(fù)合增長率。有業(yè)內(nèi)人士表示，3G基站受益于多核技術(shù)之后將帶來革命性的變革，而隨著DSP(數(shù)字信號處理)由單核向多核轉(zhuǎn)型，DSP市場的格局也將被打破。

　　多核成未來趨勢

　　由于通過芯片主頻來提升性能已經(jīng)接近物理極限，采用多核架構(gòu)來提升整體性能便成為自然的選擇。采用多核設(shè)計，可以把原本需要多個芯片、多個線路板、多個機箱才能完成的功能集中在較少的芯片、電路板和機箱里面，從而大大節(jié)省了外圍電路成本、占用空間以及運行過程中的電力消耗成本。

　　隨著LTE部署的逐漸完成，從核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到基站，通信基礎(chǔ)設(shè)施對高性能信號處理有著非常廣泛的需求。德州儀器中國區(qū)ASP業(yè)務(wù)拓展及應(yīng)用總監(jiān)李儉在接受《中國電子報》記者采訪時表示，以3G服務(wù)和未來LTE等應(yīng)用為代表的越來越多的數(shù)據(jù)和通信協(xié)議處理要求已不是簡單的數(shù)學(xué)算法所能支持的，更需要相關(guān)的包處理能力，多核技術(shù)必將沿著低功耗、強控制處理能力、更多功能集成、更高性能DSP核的方向演進。

　　飛思卡爾網(wǎng)絡(luò)通信部亞太區(qū)業(yè)務(wù)拓展副總監(jiān)曲大健告訴《中國電子報》記者，未來的基站需要DSP有更高的處理速度、更強的處理能力、每用戶的成本更低以及體積更小等，這對DSP制造廠商提出了更大的挑戰(zhàn)。在今年8月的飛思卡爾技術(shù)論壇(FTF)上，飛思卡爾推出了新型4核8154DSP處理器。曲大健表示，該處理器針對基帶芯片提供在線多加速器平臺引擎技術(shù)，與4個DSP內(nèi)核一起運行，以支持3G-LTE、TDD-LTE、TD-SCDMA和WiMAX標(biāo)準(zhǔn)及HSPA+碼速率應(yīng)用。

　　Tilera公司CEO歐明德在接受《中國電子報》記者獨家專訪時也表示，在基站控制領(lǐng)域，多核處理器將與FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)兩者共存：FPGA在接口管理、射頻以及需要硬件加速處理方面有獨特的優(yōu)勢，在基站的前端靠近天線的部分以及數(shù)字中頻的部分，用FPGA來設(shè)計是比較適合的，而剩下的基帶部分完全可以被多核處理器替代。他表示，多核處理器可大大簡化3G基站的系統(tǒng)架構(gòu)、成本、功耗及PCB板面積。

　　編程需提高靈活性

　　多核架構(gòu)具有特定的復(fù)雜性，并不是直接把多個芯片的多處理器濃縮到單一芯片之中那么簡單。隨著計算機制造商和軟件開發(fā)商轉(zhuǎn)向研發(fā)單硅芯片上的眾核技術(shù)，針對多核處理器的編程已經(jīng)成為業(yè)界的一大挑戰(zhàn)。

　　作為多核技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，英特爾最近推出了一款處理器原型設(shè)計，叫做“單芯片云計算機”，其運行方式是把同類型的處理器通過高性能的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，這樣就可以在一個或者多個處理器上運行程序，從而完成某一項任務(wù)。英特爾研究院院士、萬億級計算研究總監(jiān)詹姆斯·郝爾德表示，多核處理器的軟件編寫是要讓它以“透明”方式認識核的添加和頻率的增加，同時利用增加的處理器。這款芯片原型可以應(yīng)用云數(shù)據(jù)中心軟件常用的高效并行編程方法。他告訴記者，目前，在OpenCirrus上進行合作的英特爾、惠普和雅虎的研究人員已經(jīng)開始利用Hadoop這種支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型、分布式應(yīng)用程序的Java軟件框架，將云應(yīng)用程序移植到這種包含48個IA內(nèi)核的芯片上。

　　美國風(fēng)河系統(tǒng)公司中國總經(jīng)理韓青在接受《中國電子報》記者采訪時表示，多核處理器在產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計方面具有非常大的難度和不確定性，其中的關(guān)鍵在于軟件開發(fā)的時間和成本管理以及風(fēng)險管理。他告訴記者，推進多核技術(shù)是風(fēng)河的既定戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)增長引擎，在最近結(jié)束的2009WindRiver開發(fā)者區(qū)域大會上，嵌入式多核應(yīng)用成為重要的主題。其中，多核Off-Loading等相關(guān)技術(shù)已經(jīng)更加成熟，為移動、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用領(lǐng)域注入了新的活力。在3G領(lǐng)域，Wind River Linux4.0以及Hypervisor已成為業(yè)界的亮點。