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多核处理器设计九大要素过程的分析[1]

通信工程师 chen2009 浏览 764

CMP和SMT一样,致力于发掘计算的粗粒度并行性。CMP可以看做是随着大规模集成电路技术的发展,在芯片容量足够大时,就可以将大规模并行处理机结构中的SMP(对称多处理机)或DSM(分布共享处理机)节点集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的线程或进程。在基于SMP结构的单芯片多处理机中,处理器之间通过片外Cache或者是片外的共享

  CMP和SMT一样,致力于发掘计算的粗粒度并行性。CMP可以看做是随着大规模集成电路技术的发展,在芯片容量足够大时,就可以将大规模并行处理机结构中的SMP(对称多处理机)或DSM(分布共享处理机)节点集成到同一芯片内,各个处理器并行执行不同的线程或进程。在基于SMP结构的单芯片多处理机中,处理器之间通过片外Cache或者是片外的共享存储器来进行通信。而基于DSM结构的单芯片多处理器中,处理器间通过连接分布式存储器的片内高速交叉开关网络进行通信。

  由于SMP和DSM已经是非常成熟的技术了,CMP结构设计比较容易,只是后端设计和芯片制造工艺的要求较高而已。正因为这样,CMP成为了最先被应用于商用CPU的“未来”高性能处理器结构。

  虽然多核能利用集成度提高带来的诸多好处,让芯片的性能成倍地增加,但很明显的是原来系统级的一些问题便引入到了处理器内部。

  1 核结构研究: 同构还是异构

  CMP的构成分成同构和异构两类,同构是指内部核的结构是相同的,而异构是指内部的核结构是不同的。为此,面对不同的应用研究核结构的实现对未来微处理器的性能至关重要。核本身的结构,关系到整个芯片的面积、功耗和性能。怎样继承和发展传统处理器的成果,直接影响多核的性能和实现周期。同时,根据Amdahl定理,程序的加速比决定于串行部分的性能,所以,从理论上来看似乎异构微处理器的结构具有更好的性能。

  核所用的指令系统对系统的实现也是很重要的,采用多核之间采用相同的指令系统还是不同的指令系统,能否运行操作系统等,也将是研究的内容之一。

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责任编辑:chen2009|希赛教研中心

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📅 本文最后更新于 2026-03-26

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