多內(nèi)核設(shè)計(jì)的三種設(shè)計(jì)模式概述

在一個(gè)對(duì)稱(chēng)多處理(簡(jiǎn)稱(chēng)“SMP”)系統(tǒng)中，單一映像(single-image)操作系統(tǒng)是運(yùn)行在兩個(gè)或多個(gè)共享存儲(chǔ)空間的處理內(nèi)核的頂層，這些處理器內(nèi)核實(shí)質(zhì)上是相同的。正如一臺(tái)多內(nèi)核桌面計(jì)算機(jī)一樣，SMP模式系統(tǒng)可以在一個(gè)處理器內(nèi)核組基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)地均衡任務(wù)。重新分配處理能力以匹配當(dāng)前任務(wù)的這種能力是SMP系統(tǒng)的一大主要優(yōu)點(diǎn)，這也使得SMP系統(tǒng)成為了三種模式中最靈活和適應(yīng)性最強(qiáng)的模式。利用當(dāng)今SMP實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，這種靈活性可以不需要在犧牲任何性能的條件下實(shí)現(xiàn)判決或?qū)崟r(shí)響應(yīng)。

圖3：SMP系統(tǒng)實(shí)例。

一個(gè)SMP模式系統(tǒng)要求具備兩樣條件：一個(gè)是對(duì)稱(chēng)的共享存儲(chǔ)器的多內(nèi)核處理器平臺(tái)，另一個(gè)是具有SMP功能的操作系統(tǒng)。今天眾多的處理器系列都支持SMP功能，也有多種渠道可以得到SMP操作系統(tǒng)。SMP系統(tǒng)的兩個(gè)更為突出的優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)發(fā)人員比較熟悉，以及可以快速啟動(dòng)。理論上來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)人員可以較為容易地啟動(dòng)具有SMP功能的操作系統(tǒng)，并將現(xiàn)有的應(yīng)用設(shè)計(jì)進(jìn)行移植，開(kāi)發(fā)人員可以快速地利用多內(nèi)核硬件的性能。

現(xiàn)實(shí)的情況基本如此，但是有幾個(gè)問(wèn)題需要牢記。第一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題是硬實(shí)時(shí)性要求，一個(gè)支持SMP功能的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)不會(huì)犧牲實(shí)時(shí)性能，但是，當(dāng)使用SMP時(shí)，不具有硬實(shí)時(shí)性功能的操作系統(tǒng)將缺少判決性以及缺少更高級(jí)的和更可變的中斷反應(yīng)時(shí)間。對(duì)一個(gè)良好的SMP RTOS而言無(wú)需擔(dān)心此點(diǎn)，但需牢記的是，通用的操作系統(tǒng)在SMP硬件上和它運(yùn)行在單處理器系統(tǒng)上比較也許會(huì)有不同的表現(xiàn)。