多處理器電腦已存在一段時(shí)間了，但工程師們只是在最近幾年才有機(jī)會(huì)買到具有多個(gè)處理器或“核心”的芯片現(xiàn)貨。這些器件分為兩類：對稱型和非對稱型。第一類器件提供同一CPU內(nèi)核的多個(gè)“克隆”，因此稱作對稱型。第二類是將不同類型的CPU、DSP、加速器都放在一個(gè)單片系統(tǒng)中。本文將專門介紹第一類多核技術(shù)。
據(jù)Extreme Engineering Solutions公司首席執(zhí)行官Rob Scidmore表示，單核處理器與多核處理器使用的硬件僅存在很少幾項(xiàng)區(qū)別?！疤魬?zhàn)會(huì)出現(xiàn)在，當(dāng)你必須把軟件從單核遷移到雙核時(shí)。當(dāng)兩個(gè)處理器內(nèi)核必須通信時(shí)，性能可能會(huì)降低很多。系統(tǒng)的等待時(shí)間變得更長，但吞吐率依然很高。當(dāng)工程師們?yōu)槊總€(gè)內(nèi)核把應(yīng)用代碼分解成片段時(shí)，就必須應(yīng)對上述局面。他們必須平衡等待時(shí)間和吞吐率。”
但是，工程師們經(jīng)常會(huì)把代碼分解成片段。Scidmore解釋說：“他們也許通過以太網(wǎng)端口接收圖像，用算法處理圖像，然后顯示它們。你可以在一個(gè)處理器上運(yùn)行TCP/IP堆棧，在第二個(gè)處理器上運(yùn)行算法，并把第三個(gè)處理器專門用于顯示。但是如果你有數(shù)千個(gè)匯編語言文件，那么你別無選擇，只能回到框圖并從頭開始，并花時(shí)間把某個(gè)應(yīng)用劃分成幾個(gè)線程。”
一些為對稱多處理(SMP)提供支持的操作系統(tǒng)(OS)可以提供某種方式來集成舊代碼和新代碼。例如，QNX公司的Neutrino OS提供混合多處理(bound multiprocessing)，它使開發(fā)人員能使多個(gè)進(jìn)程始終位于某個(gè)核心，或稱“鎖定”。QNX公司產(chǎn)品經(jīng)理Kerry Johnson說：“假設(shè)你有一些舊軟件，它們在多核芯片或多處理環(huán)境中也許不能恰當(dāng)運(yùn)行。代碼可能會(huì)假定它擁有對I/O設(shè)備等的獨(dú)占控制權(quán)，這可能會(huì)在多核系統(tǒng)中造成一些問題。這種情況下，你可以把軟件‘鎖’在某個(gè)內(nèi)核里，不必修改代碼。然后你可以添加新應(yīng)用軟件，它將利用剩余內(nèi)核。舊軟件和新軟件并存于某個(gè)多核芯片上的相同OS中。”
Johnson說：“要讓開發(fā)人員理解多核芯片不需要每一個(gè)內(nèi)核都擁有自己的OS，這是一個(gè)挑戰(zhàn)。具備SMP能力的單一OS可立即監(jiān)督多個(gè)內(nèi)核的運(yùn)行情況。隨著更多OS廠商開始支持SMP，開發(fā)人員將會(huì)更好地理解，他們可以使用一種編程風(fēng)格，并讓他們的代碼工作在單核、雙核、四核處理器。一套軟件工具可工作在所有這些環(huán)境中?！?
當(dāng)然，這些工具必須包含源代碼級調(diào)試器。 Johnson解釋說：“設(shè)計(jì)人員需要一個(gè)調(diào)試器處理所有這些內(nèi)核，希望在一個(gè)窗口里看到一切，而不是每個(gè)內(nèi)核都有一個(gè)調(diào)試窗口。在特定時(shí)間，無論哪個(gè)處理器運(yùn)行代碼，調(diào)試器都必須在斷點(diǎn)停止，追蹤程序執(zhí)行情況，并在所有內(nèi)核收集數(shù)據(jù)，就像它對單核芯片做的那樣?！?
