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并行软件须加速追赶多核处理器发展脚步

2009年08月27日 ?? 收藏0

  先进技术进展????

  一些特殊应用在并行处理的道路上取得了更多进展,但所使用的仍是专有的芯片与工具。例如,针对石油与天然气勘探等一连串应用中,Nvidia采用其具有Cuda环境的绘图芯片展开了大量并行编程工作。????

  一些设计公司表示已成功实现了并行处理的先进技术。例如,英国CambridgeConsultants公司使用了PicoChip公司在单芯片内封装250个核心的组件,完成了3G和WiMax基地台的合约设计工作。????

  对于这些应用而言,CambridgeConsultants公司发现PicoChip的组件实际上比4核心的数字讯号处理器(DSP)更好用。“这一开始似乎令人百思不解,但与传统的单核心或核心数较少的DSP相较,使用PicoChip的组件所开发出的程序更简短、可靠且产出品质更高,”在CambridgeConsultants主导DSP研发团队的MontyBarlow解释。????

  “内含众多核心的多核心架构可以把功能划分到各颗核心中,在系统已知各部份不会产生负面影响前提下,可分别开发并测试这些功能,而后再转入系统的其它部份,”Barlow指出,“另一种替代方案是依执行绪编写程序,并取决于操作系统的运作情形来分配时间,但这些任务是以一种无关联的速率执行,某一天,许多任务可能会团结起来与你作对,而某些任务还可能会延迟而导致失败。”????

  采用新方法就必须为PicoChip的组件重新编写软件。但Barlow说,他认为值得在架构方面进行更多工作,以便使后续开发过程更顺利。????

  分析师JeffBier指出,PicoChip和Tilera等开发大规模多核心系统的新兴公司们使用了完全不同的软件工具,这使得从他们的架构中移植软件的难度极大,风险更高。“这种创新很有意义但难度极大,因为这些新兴公司必须在芯片和并行软件方面取得成功,”他说。????

  “我预计这些特殊的架构存在时间不会太长,”史丹佛大学的Olukotun说。“随着越来越多通用环境的性能更强且功效更高,这些特殊架构很快会被取代。”????

  Olukotun相信,实验室的研究成果最终将为软件堆栈带来创新。他们将实现并行程序代码自动化产生,开发人员将无需再与执行绪、讯息传送、内存同步存取和其它结构打交道。????

  该实验室的开发人员们将以高阶特定领域语言(DSL)进行编程,使其可为一系列具有先进排程器的执行时间(runtime)环境自动产生并行任务。这些执行时间系统将“结合不同组件以开发出不同的执行模式,以便产生串流、原子、容错、安全或执行监控作业,”Olukotun说。????

  飞思卡尔的Oshana也认同这一观点。“许多应用均乐于接受更多抽象观念,以实现更好的整合,”他说。例如,可执行多操作系统的hypervisor虚拟管理程序将变得越来越普及。????

  “这些新的想法能否被接纳?它将取决于开发人员感受在编程多核心处理器时的痛苦指数,”Olukotun说。????

  但在很长一段时间内,这种痛苦可能还不至于普遍存在。在TechInsights公司的调查中,只有大约7%的嵌入式开发人员表示正在使用多核心处理器,而这个数字已高于两年前的4%了。????

  LinleyGroup公司首席分析师LinleyGwennap今年三月时曾表示,由于并行编程的复杂性,到2012年,具有4颗或更多核心的处理器在通讯系统市场上的比例很可能只略多于10%。Gwennap并预测,2012年以前,双核心设计的市占率将达到20%。????

柏克莱大学的研究人员指出

图2:柏克莱大学的研究人员指出,未来的并行应用程序发展模式将从软件堆栈的每一层开始进行改变。


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