多核技术及发展趋势
第２８卷第２期
２０
０
７年６月
哈尔ＪＯＵＲＮＡＬ０Ｆ
滨
ＨＡＲＢＩＮ
轴承
ＢＥＡＲＩＮＧ
Ｖ０１．２８Ｎｏ．２
Ｊｕｎ．２００７
多核技术及发展趋势
吴继雁
（深圳职业技术学院，广东深圳５１８０００）
摘要：在信息激增的时代，要求计算机的处理器更快更强，双核、多核乃至更多核应运而生，多核时代已来临。多核技术在数据库、创作３Ｄ图像、数学分析和网络服务等多线程多任务的处理需求等领域发挥着极大的作用，而对软件的运行效率及软件的开发有着很大影响。同时也面临着一些问题，如能耗、性能瓶颈等都是未来要解决的问题。关键词：多核技术；处理器；并行；软件效率中图分类号：ＴＰ３３２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２—４８５２（２００７）０２—００５７．０２
（ＳｈｅｎｚｈｅｎＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｃｈｏｏｌ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，５１８０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓ细ｃｔ：Ｗｉｔｈ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｔｈｅｓｈａｒｐｌｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｗａｓｄｅｍａｎｄｅｄｔｏｗｏｒｋａｔｈｉｇｈ
ｅｖｅｎ
ｓｐｅｅｄａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈ，ＳＯｔｈａｔｄｏｕｂｌｅ—ｃｏｒｅ，ｍｕｌｔｉ—ｃｏｒｅａｎｄ
ｐｌａｙｅｄ
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ｍｏｒｅ
ｃｏｒｅｓ
ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｅｍｅｒｇｅｄ．Ｍｕｌｔｉ—ｃｏｒｅ
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ｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｍｕｌｔｉｔｈｒｅａｄｉｎｇｍｕｌｔｉ—ｔａｓｋｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｎｅｅｄｓａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ，ｓｕｃｈ
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ｓｏｌｖｅ，ｆｏｒｉｎｓｔａｎｃｅ，
ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ，ｅｔｃ．
ｗｏｒｄｓ：ｍｕｌｔｉ－ｃｏｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ；ｐａｒａｌｌｅｌ；ｓｏｆｔｗａｒｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
１
前言
４０多年前，Ｉｎｔｅｌ的创始人戈登摩尔先生根据
实现，并没有马上在ＰＣ机上得到推广和应用。随着Ｉｎｔｅｌ与ＡＭＤ陆续推出各种双核ＣＰＵ产品，以及其他商家积极参与，“双核”已成为成熟的主流产品推向广大的计算机使用者。那么何谓“双核技术”呢，就是在处理器上拥有两个一样功能的处理器核心，即将两个物理处理器核心整合人一个内核中。两个处理核心在共享芯片组存储界面的同时，可以完全独立地完成各自地工作，从而能在平衡功耗的基础上极大地提高ＣＰＵ性能。
企业和个人用户者处在互联网飞速发展、信息量激增的时代，要求处理器更快更强，而在ＰＣ机上，ｘ８６架构的硬件平台上遭遇了技术瓶颈，多核处理器标志着计算技术的又一次腾飞。相比单核处理器，它有更强的性能优势，并且在推动ＰＣ安全性和虚拟技术方面起到关键作用，虚拟技术的发展能够提供更好的保护、更高的资源使用率和更可观的商业计算市场价值。普通消费者也将比以往拥有更多的途径获得更高性能，从而提高
计算机处理器发展的规律，总结出了至今在计算机硬件领域中非常著名的摩尔定律：“电脑芯片上的晶体管的数量每１８个月将翻一番”。按这个定律，当前ＣＰＵ上集成晶体管数量应达到１７．５万
亿个，显然，实际并没有达到这个数量，其主要原
因是在芯片设计和制造工艺上，几乎到了极限，
ＣＰＵ的运算能力无法再通过增加晶体管的数量
来提高了。在这种情况之下，ＣＰＵ的制造商必须要用新的方式来提高计算机的运算能力，于是就有ＩＢＭ、Ｓｕｎ公司利用计算机理论的并行计算设
计出了多核ＣＰＵ，即在一块芯片上集成多个计算
内核，大幅提高了运算速度。但是，这种多核芯片技术只是在大型机、高端多处理机服务器上得以
收稿日期：２００７—０２—２６．
作者简介：吴继雁（１９７５一），女，讲师
哈尔滨轴承第２８卷
家用Ｐｃ和数字媒体计算系统的使用。２
另外，由于多内核芯片将两个或更多的独立ＣＰＵ核心集成在一块芯片上，数据在这些ＣＰＵ核心之间移动时，可能有不同的应用程序争夺同一
对软件及开发人员的影响
多核ＣＰＵ将使目前计算机的处理水平有一
条Ｉ／０路径，这是可能出现的性能瓶颈。目前英特
尔在研的ｃｓｌ（Ｃｏｍｍｏｎ
Ｓｙｓｔｅｍ
个质的飞跃，这种优势在互动界面、虚拟现实游戏
以及无组织数据挖掘方面将表现得尤为突出。未来计算机的运行速度将达到每秒万亿次，每秒处理的数据将达到万亿字节，只有多核处理器才能胜任，从而使软件的效率最大化。为将来更加先进的软件提供卓越的性能。
目前的操作系统（例如ＭＳＷｉｎｄｏｗｓ、Ｌｉｎｕｘ和ｓｏｌａｒｉｓ）都能够受益于多核心处理器。而目前微软新推出的操作系统ＷｉｎｄｏｗｓＶｉｓｔａ，对多任务处理的应用更多了，而这一点恰恰是多核处理器的优势。Ｖｉｓｔａ操作系统中，用户对“多任务处理”功能的需要大大增加，多核心处理器可以为合理地提
Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）串行
高速互联总线可以实现处理器内核与芯片组以点对点的方式连接，而ＣＳＩ总线还可以实现不同速率内核的互联，这与目前的双前端总线只能支持同频内核形成了鲜明的反差。
４发展趋势——多核到很多核
当用户在体会双核带来的优越性能的时候，Ｉｎｔｅｌ公司却又宣布未来将推出集成１０核甚至
１００核的处理器。对于高端用户而言，多核处理器的优势是显而易见的，多任务处理、数据分析和网
络分流等对计算性能要求较高的应用是多核服务
器的主流应用。
与目前主流的双核平台相比，多核服务器平
商｜生能提供一个理想的平台。因此，未来的软件应在以多核处理器为运行环境进行开发。使用多核处理器的硬件所具有的普遍实用性都将永远地改变这个计算世界。
硬件最终要解决的问题就是软件，是如何进行高性能计算和并行运算。目前软件开发在多核环境下的核心是多线程开发，这个多线程不仅代
表软件实现上是多线程，而且在硬件上采用多线
台提供更多内存和Ｉ／０，这样大大减少了通信瓶颈并优化了性能，内存和Ｉ／０共同为每一个处理器提供相关数据，从而使所有内核能够以最高速度执行计算负载。运行虚拟化技术，在同一个服务器
上能够运行多种应用软件，因此能够充分地利用服务器的容量。系统能够让用户将应用整合到数量更少、更加强大的服务器上，并且控制数据中心的能源开销。
程的技术。对于软件开发人员，更多地要设计服务
器端的程序，能养成多线程的习惯来并行处理他们的应用。但随着技术的不断成熟，未来软件开发
科研单位、企业等部门需要大量数据运算，对
于性能有很高的要求，而多核技术在数据处理上占有很大的优势；进行大型数据库应用的服务器，
工具会帮助他们完成这些工作。从软件开发的角
度，多线程处理的往往采用两种形式做同步并行计算，一种是用共享资源加锁同步的形式来进行处理，另一种是通过线程之间发送消息来完成并行。比如现在的３Ｄ游戏都是基于单线程开发的，也就是说游戏运行时不会调用操作系统的多线程函数，这样的话即使是使用支持多路对称的操作
往往对于数据访问、调用与更改等操作的优化有很高的要求，多核处理器的采用是个不错的助力；
运行Ｗｅｂ网站的服务器，大流量的数据也带来了处理性能的高要求，多核会更具优势。可见，多核服务器可为企业级应用，可以定位在数据库服务
系统，仍然无法提升应用程序的执行效率，所以未来的软件开发模式将会有很大的改变。
器、邮件服务器以及ＥＲＰ应用等，在很多的应用
领域上已经或即将得到用户的认可，诸如海量数
据处理、大规模网络应用、复杂科学计算及大型图
３．多核处理器面临的问题
多核处理器面临的最大挑战之一就是处理器能耗的极限。性能增强了，能量消耗却不能增加。由于今天的能耗已经处于一个相当高的水平，需
形建模上，满足企业在数据库、创作３Ｄ图像、数学分析和网络服务等多线程多任务的处理需求等领域。双核和多核的优势也会在其中得到体现。多
核的虚拟化技术适用于各类企业，特别是数据密集型行业，例如金融服务、医疗、航空和零售业。这
要避免将ＣＰＵ做成一个“小型核电厂”，所以双核甚至多核处理器的能耗问题将是多核处理器制造
商仔细考虑的事情。
些企业正在寻求计算资源利用率的最大化。
但多核必然有些问题无法回避，因为多核处
（下转第６４页）
哈尔滨轴承第２８卷
具有联动控制功能，可通过菜单按回路地址具有三级管理权限，限定操作级别，可防止无启动／停止输出模块；可通过自带的联动键盘按关人员误操作。
类、按分区、按地址进行联动操作。
具有监控显示界面，可显示来自各控制器的３
结束语
各类报警、故障信息，分类显示，具有状态指示灯。
综上所述，ＣＲＴ图形系统能够使大厦管理者
具有编程下载功能，可将ＣＲＴ系统所编数据在实际日常生活工作中，诸如费用开支、生活舒通过ＥＩＮｅｔ网络下载到控制器，避免重复编程。
适、商务活动和人身安全等方面得到最大的便利。
具有打印功能，可打印各类报警、故障、统计、（编辑：钟媛）
值班记录等信息。
（上接第５８页）
理器的一个基本思路就是将计算任务经过分解，然后并行执行，那怎样将多任务有效地分解，目前
在软件方面还存在较大的难度。如果只是单纯增加内核数，如果处理不当，很有可能会出现性能反
而下降的问题。如何开发出支持多内核处理器的多线程软件。目前的并行处理技术虽然可以适应多内核的处理环境，但是当内核多达ｌＯ个甚至更多的时候，现有的并行处理技术必须进行修正才能满足需要。否则在存取和处理数据时很可能导图ｌＯＯＷ、４８ＭＢ高速缓存、４０亿个晶体管和２２
致错误的数据返回值。这主要是由于当多个线程纳米工艺状态下多核性能表现
同时存取内存数据时彼此很可能发生冲突。英特
结构必然复杂，不但大马拉小车，而且执行特定任尔对此提出的解决方案是增加事务内存
务的时候效率会受影响，功耗也难以控制。而对于
（ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎａｌＭｅｍｏｒｙ），以解决多线程同时读写
一些特定的任务，比如ＸＭＬ、多媒体信息、ＴＣＰ／ＩＰ
内存时的冲突，而通过Ｊａｖａ语言作为例子证实了协议处理等，一些专用硬件在性能和功耗方面很
这种方法的正确性。’
可能会比通用处理器更有优势。有专家也提到，将
从以前几代处理器的结构来看，处理器内核计算机常用的一些功能不断集成到处理器，用强的晶体管数量是逐步上升的，处理能力也不断增大的硬件来处理软件，也就是将软件固化到处理强。尽管随着工艺的进步，在单位面积上所能部署器上。
，
的晶体管数量还会继续上升（ＩＴＲＳ预测到２０１０多核时代的到来将改变人们的生活，降低经
年单芯片上品体管数量将达到２２亿个），但是晶济生活的成本，但也存在着问题。提高效率不是单体管数量的上升有一定的限度，尤其是８内核以纯通过增加“核”的数量而实现的，要多方面配合，
上处理器诞生时，过于复杂的内核其部署所占的尤其是客户端软件开发商，要重新编写代码。拭目
空间和功耗等问题也越来越不容忽视。
以待多核时代的来临。
同时，多核对应用带来的影响也将越来越不
同。对于单纯的诸如Ｗｏｒｄ这种软件，更多核处理
参考文献：
器的性能提升可能将越来越不明显。但是在一些
新兴的领域，比如对多媒体信息尤其是在视频信［１］欧阳琮．多核时代改变计算发展历史［Ｊ］程序员，２００６，（９）：４２—４６．
息中进行搜索、处理时以及视频挖掘等，是多核技
【２］ｆ司辉．多核是软件开发行业的迁移目标【Ｊ】．程序员，２００６，术今后要重点面对的问题。同时运行越多的程序，（９）：４７—４８．
多核的性能表现就越强，如图所示。
［３］新城．多核的未来之路［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＣＯＷ．ｃｏｒｎ．ｃｎ／
从多核到很多核时代，走向异构多核化是一ｎｅｗｓ２／ｔｅｃｈ／ｈｔｍ２００６／２００６０６２９—１９３７７１．ｈｔｍ，２００６—０６—２９
个很值得关注的趋势。一方面功能强大的内核其
（编辑：钟媛）
多核技术及发展趋势
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
吴继雁， WU Ji-yan
深圳职业技术学院,广东,深圳,518000哈尔滨轴承
JOURNAL OF HARBIN BEARING2007，28(2)1次
参考文献(3条)
1. 欧阳璟 多核时代改变计算发展历史 2006(09)2. 闫辉 多核是软件开发行业的迁移目标 2006(09)3. 新城 多核的未来之路 2006
相似文献(10条)
1.学位论文 王佳豪 Mutek在MicroBlaze多核平台上的实现 2008
多年来微处理器性能的提升大都基于提高单个处理器主频或者指令级并行度进行的。但是随着单个处理器的发展，处理器结构越来越复杂。处理器要使用各种复杂技术来从串行程序中找出可以并行执行的指令，比如乱序执行、猜测执行和硬件分支预测等。这种技术已经很难进一步地提高单处理器的并行能力，晶体管数目的进一步增加也只能得到有限的性能提升，单个处理器主频或者指令级并行度的提高遇到了发展瓶颈。
随着集成电路制造工艺的发展和计算机系统结构研究的深入，多核技术将得到更多的发展，多核处理器也将得到越来越广泛的应用。通过在多个执行内核之间划分任务，提高并行度，多核处理器可在特定的时钟周期内执行更多任务，以提高程序的执行效率。多核技术在硬件体系结构设计、核间互连及通信、操作系统、应用程序多线程划分、线程之间通信等方面存在巨大的挑战，同时也存在巨大的研究空间。
本文基于对当今主流的多核技术的研究，重点探讨了多核系统中的操作系统设计和移植问题，以及多核平台上应用程序的设计问题。本文的主要研究和贡献如下：
1.在SoCLib多核仿真平台上实现了基于CrossBar互连方式的SPARC多核仿真系统，并采用MJPEG应用程序建立多线程模型，验证结构的正确性。这部分工作基于对多核仿真平台SoCLib的研究，包括SoCLib中核心模块的设计和核之间的互连方式以及应用SoCLib搭建多核仿真系统的方法学。
2.实现了Mutek操作系统的硬件抽象层和线程间通信库，使Mutek适用于MicroBlaze多核系统并能够支持多线程之间的通信，将Mutek操作系统成功移植到了MicroBlaze多核系统平台上。这部分工作基于对Xilinx FPGA、MicroBlaze、Mutek操作系统、KPN模型和MJPEG应用程序的研究。 3.提出了MicroBlaze多核系统改进的三种方案，结合Xilinx硬件平台的特征，实现了带有指令Cache的多核系统改进方案。
2.会议论文 熊庆国. 王鑫. 文昕. 王恒心 多核技术在嵌入式领域的新发展 2006
多核处理器较传统的单核处理器有着高性能、低功耗、易于编程的诸多优势,因此,多核技术已成为嵌入式系统领域研究和应用的热点.本文探讨了多核技术在嵌入式系统中起着核心作用的微处理器和DSP中的应用和其发展趋势,为深入研究多核技术提供参考.
3.学位论文 张文娟 基于NIOSⅡ多核技术的BP神经网络的硬件实现方法研究 2009
人工神经网络技术是智能信息处理领域研究的热点问题之一。目前，人工神经网络的实现方法主要是基于通用计算机的软件仿真，其缺点在于无法应用于某些对体积、稳定性、功耗等要求严格的嵌入式领域。针对这一问题，本文采用NIOS多核技术来研究神经网络的硬件实现方法是非常有必要的。 本文首先介绍了人工神经网络、BP神经网络算法、SOPC技术、NIOS多核处理器之间通信技术的相关概念及其发展状况；其次阐述了整个系统的硬件结构及芯片相关模块的功能；再次介绍了采用基于NIOS多核技术实现的BP网络进行正弦曲线拟合的设计过程，绘制了软件的设计流程；最后给出了正弦曲线的拟合结果。
在深化人工神经网络理论研究前提下，深入探讨人工神经网络硬件实现方法，从而扩展了人工神经网络的应用领域，为生物神经网络的进一步研究提供有效的仿真平台，对促进人工神经网络乃至智能信息处理技术的发展具有十分重要的理论意义和工程实践价值。
4.期刊论文 张饶. 武晓岛. 谢学军. ZHANG Rao. WU Xiao-dao. XIE Xue-jun 透过专利看微处理器的技术发展(四)——中国专利中的多核技术演进分析 -中国集成电路2009,18(4)
本文在调研大量专利文献的基础上,通过跟踪具体专利对微处理器的多核技术进行了深入分析.确定了多核关键技术的发展历程,揭示了不同时期技术要素的特征,以及技术要素的变化,为新产品开发提供线索.特别以多核的两大关键技术(维持Cache一致性和核间通信技术)为例,具体阐述了同一技术的技术演进过程;同时结合中国多核技术的发展现状,预测了多核的发展趋势.
5.学位论文 杜高明 MPSoC-NoC多核体系结构及原型芯片实现技术研究 2007
近年来,以Intcl为代表的国际巨头纷纷将目光瞄准了多核技术,并从2005年开始陆续推出产品,如Intel的Intel Core2 Duo,AMD的AMD Athlon64FX均为双核处理器,SUN的Niagara含有8个处理器核,STI(SONY、TOSHIBA和IBM)的CELL则由9个处理器核组成,ARM公司的MPCQRE由4个ARM-11处理器组成.
学术界则早在2000年就开始了多核SoC(Multi-Processor SoC,MPSoC)和NoC(Nctwork on Chip)的研究,如斯坦福大学的Netchip项目,曼彻斯特大学的Marble项目.瑞典皇家技术学院的NOCARC项目等.目前,以MPSoC-NoC为代表的多核技术正在受到越来越多的学者的关注.
上述事实表明,以MPSoC-NoC为代表的多核技术正在成为下一代集成电路的主流设计技术.从SoC时代开始,集成电路设计技术已经成长为"半导体技术-电子技术-计算机技术"三个领域的交叉学科.随着时间的推移,计算机技术将扮演越来越重要的角色,计算机体系结构将越来越成为集成电路设计技术创新的源头,系统工程师将越来越成为高端芯片设计工程师的主体.多核技术的出现,带来了集成电路体系结构的根本变革,以冯-诺伊曼体系结构为代表的单核-单总线传统结构将逐渐退居二线,一个崭新的多核时代开始了.多核技术为高端集成电路设计技术带来了一个前所未有的广阔发展空间. 本文研究多核技术的体系结构及其原型芯片的设计、仿真和实现,主要工作如下:
(1)提出了5种不同结构的MPSoC-NoC系统模型,同时从多个技术角度对比分析了5种结构的优缺点,为MPSoC-NoC系统级建模技术做了一些基础性工作.探讨了不同通讯架构对多核系统的整体性能的影响.最后基于BPM分类法建立了,MPSoC-NoC形式化模型;
(2)设计实现了单总线结构MPSoC、层次化总线结构MPSoC、全互连结构Ⅱ型NoC和二维网格结构NoC等4种不同体系结构的原型芯片,每种结构的原型芯片都集成了4个处理器,频率可达60Mhz.在此基础上又升级设计出4核层次化总线MPSoC原型芯片(增加功能IP)、6核全互连Ⅱ型NoC原型芯片和8核二维网格NoC原型芯片,并展开研究了这三种多核结构的可扩展性问题.分析表明,二维网格结构NoC的可扩展性最优;
(3)定量分析了多核原型芯片的性能:首先建立原型芯片的性能测试环境,并提出MPSoC-NoC性能测试方法和并行程序的设计方法,然后定量测试了上述4种原型芯片的性能,并做了对比分析.实验表明,二维网格结构NoC的整体性能最优;
6.期刊论文 刘磊. LIU Lei 对片上多核系统的系统结构的研究 -电脑知识与技术2008,4(29)
多核技术是时下民用机和商用机领域最为热门的话题之一,作为目前CPU技术的最新发展方向,多核处理器在各个方面和单核处理器比较都具有十分明显的优势.该文从计算机设计技术的背景出发,详细介绍了多核系统的概念和和多核处理技术.最后以Intel和AMD两家公司为例.说明了多核系统构架.
7.学位论文 杨荣伟 基于Intel多核平台的EFI/Tiano图形界面系统研究 2007
EFI（Extensive Firmware Interface）规范定义了操作系统与平台固件之间的面向对象式的崭新接口模型，这些接口将平台（CPU, 内存，总线，外设）相关信息及其操作、供OS加载器（OS Loader）使用的启动时服务（Boot Services）和OS本身使用的运行时服务（Runtime Services）封装在对象（函数和数据表）中，为启动OS提供了一个标准运行和开发环境。Tiano是Intel针对IA架构计算机开发的符合EFI规范的下一代BIOS，它采用面向对象设计，使用高级语言开发，具有相当强的可扩展性，在开发方法和功能上都大大超越了传统的BIOS，因此也成为开发增强功能的平台。这些增强功能涵盖了操作系统安装、启动、软硬件诊断以及资产管理等功能。
本文首先研究了EFI/Tiano环境下图形界面系统的设计开发，借鉴成熟GUI开发经验，遵循EFI/Tiano驱动及应用程序开发规范，采用三层式架构设计，同时支持了多窗口，字体，控件，位图等特性，为用户提供更加高级的图形界面支持，丰富EFI/Tiano的增值应用，给将来开发EFI/Tiano下各种交互应用程序提供了良好的平台。
然后，本文详细介绍了多核技术的概念、发展现状、设计架构，并以Intel酷睿双核处理技术为例，对多核技术进行了全面的剖析。在熟悉掌握理论的情况，本文基于多核处理器技术，在EFI/Tiano环境下构建对多核平台的支持，供EFI/Tiano环境下的各种驱动，应用程序使用。同时，利用多核支持环境，改进原有的EFI/Tiano下图形界面系统，充分挖掘多进程与多线程的优势，提高图形界面系统的运行性能。这也为以后开发类似基于多核平台的EFI程序提供借鉴模式。本文充分利用了EFI/Tiano下的良好规范机制，采用先进的EFI Protocol-Driver模型，对多核平台支持以及对图形界面系统改进进行了仔细地分析、设计与实现。
8.期刊论文 Kevin Krewell 遍地开花的多核技术多核技术从嵌入式扩展到服务器,再到客户机 -电子产品世界2006,""(5)
多核处理器当前风头正劲.在整个业界,到处是多核处理器的新闻.最新的半导体工艺已经为芯片设计者提供了足够数量的晶体管,足以制造出实用化的多核处理器,各种设计的数量激增,从嵌入式处理器迅速扩展到服务器用处理器,并扩展到PC用处理器.
9.学位论文 张文婷 NoC系统中双核计算节点的设计与实现研究 2007
随着集成电路产业的飞速发展，以NoC-MPSoC(Network-on-Chip and Multiprocessor-System-on-Chip)为代表的多核技术已成为下一代集成电路设计的主流技术。使用多核技术代替传统的单处理器，在提高系统并行性方面显示出了巨大的优势。迄今为止，国际上对于NoC的研究多集中于拓扑结构方面的研究，NoC系统中的计算节点多采用单核来实现，未有针对改变计算节点内部结构来提升NoC系统性能方面的研究。
本文基于二维网格结构NoC系统，提出多核计算节点的概念，即在一个NoC计算节点中包括两个或两个以上的处理器。这些处理器可以是同一种处理器(同构)，也可以是不同的处理器(异构)。本文针对NoC系统中计算节点的功能要求，仅设计了一种异构双核计算节点：ARM处理器负责对运算任务进行优化，完成计算操作；而8086处理器则负责通信。实验结果表明，在NoC系统中采用双核计算节点相比传统的单核计算节点提高了系统的整体性能。 主要内容和取得的成果如下：
1)在RTL级设计了二维网格结构NoC系统中双核计算节点，实现了计算节点中不同处理器核之间的通讯，并满足了计算节点的功能要求。
2)在Stratix II EP2S180 FPGA开发板上实现NoC系统的FPGA原型验证，原型芯片能够稳定工作在50MHz的工作频率下，并且功能正确。同时，实验结果表明双核计算节点占用FPGA芯片较少的系统资源。
3)设计FFT运算实验，并通过在FPGA原型芯片中运行FFT运算实验，对NoC系统进行验证，实验结果表明双核计算节点对系统性能提升带来很大的技术优势。
10.期刊论文 包益平. 沈海. 彭翔宇 英特尔推动多核技术在嵌入式系统的应用 -电子产品世界2008,""(6)
在过去相当长一段时间,处理器厂商都不遗余力地通过不断提高主频来提高处理器的性能.但是随着处理器的发展,单处理器核心内部晶体管的集成度已超过上亿个,主频提高带来的功耗及发热量呈几何倍数增长,传统处理器体系结构的瓶颈日益显现.于是,另一种全新的芯片构架诞生了,这就是多核处理器,即在单个芯片上集成多个个处理器内核.
引证文献(1条)
1. 杨志义. 李晓燕 基于多核的IPv4/IPv6过渡技术研究与实现[期刊论文]-计算机应用 2009(3)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hebzc200702030.aspx
下载时间：2010年6月10日