摘要:CMP和SMT一樣,致力于發掘計算的粗粒度并行性。CMP可以看做是隨著大規模集成電路技術的發展,在芯片容量足夠大時,就可以將大規模并行處理機結構中的SMP(對稱多處理機)或DSM(分布共享處理機)節點集成到同一芯片內,各個處理器并行執行不同的線程或進程。在基于SMP結構的單芯片多處理機中,處理器之間通過片外Cache或者是片外的共享
CMP和SMT一樣,致力于發掘計算的粗粒度并行性。CMP可以看做是隨著大規模集成電路技術的發展,在芯片容量足夠大時,就可以將大規模并行處理機結構中的SMP(對稱多處理機)或DSM(分布共享處理機)節點集成到同一芯片內,各個處理器并行執行不同的線程或進程。在基于SMP結構的單芯片多處理機中,處理器之間通過片外Cache或者是片外的共享存儲器來進行通信。而基于DSM結構的單芯片多處理器中,處理器間通過連接分布式存儲器的片內高速交叉開關網絡進行通信。
由于SMP和DSM已經是非常成熟的技術了,CMP結構設計比較容易,只是后端設計和芯片制造工藝的要求較高而已。正因為這樣,CMP成為了最先被應用于商用CPU的“未來”高性能處理器結構。
雖然多核能利用集成度提高帶來的諸多好處,讓芯片的性能成倍地增加,但很明顯的是原來系統級的一些問題便引入到了處理器內部。
1 核結構研究: 同構還是異構
CMP的構成分成同構和異構兩類,同構是指內部核的結構是相同的,而異構是指內部的核結構是不同的。為此,面對不同的應用研究核結構的實現對未來微處理器的性能至關重要。核本身的結構,關系到整個芯片的面積、功耗和性能。怎樣繼承和發展傳統處理器的成果,直接影響多核的性能和實現周期。同時,根據Amdahl定理,程序的加速比決定于串行部分的性能,所以,從理論上來看似乎異構微處理器的結構具有更好的性能。
核所用的指令系統對系統的實現也是很重要的,采用多核之間采用相同的指令系統還是不同的指令系統,能否運行操作系統等,也將是研究的內容之一。
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