移動異構計算的系統方式
在上篇文章中,我介紹了美國高通公司如何定義異構計算以及為什么處理器多樣化如此重要。接下來的問題自然是如何將這些處理器集成在一個系統芯片(SoC)上,讓它們在一起協同工作。
高通在近期的網絡研討會上探討了這個問題,解釋了整個系統,包括處理器架構、系統架構和軟件基礎架構,如何演進才能提供最佳的移動異構計算解決方案。筆者從網絡研討會得到最重要的兩點是:采取系統方式的重要性和實施移動專用異構計算的重要性。
美國高通公司的異構計算系統方式
總的來說,美國高通公司在設計移動優化異構計算系統時采取了一種從全局出發的方式。也就是說,高通在打造一款產品時,著眼于包括處理器架構、系統架構和軟件基礎架構等在內的整個系統。以下是這種方式的示意圖。
由于異構計算涉及整個系統,因此采用系統方式很有必要。整個系統包括三層:所有不同的處理器、系統架構與系統芯片軟件。事實上,每層之間都是相互依賴的, 如圖中箭頭所示。從整體的角度看此系統,工程師就能夠評估關鍵的限制、要求和依賴關系,然后做出適合移動的最佳選擇。由于高通定制設計整體系統,高通才能 夠做出最恰當的設計權衡,并利用這種思路提供一個更具協同效應的解決方案。這種定制設計方式對高通來說是獨一無二的。相比之下,其他芯片供應商通常授權許可一些第三方處理器,然后把它們組合在一起。可以想象,這些處理器未必十分兼容,而且未必是為同樣的限制條件或細分市場設計的。
要讓處理器更便于應用開發商使用和編程,完善整個系統是很有必要的。您可以瀏覽網絡研討會的頁面,查看一些很好的例子,了解高通技術公司如何完善處理器架構、系統架構和軟件基礎架構。
針對移動進行異構計算
高通采用系統方式針對移動進行異構計算,這種獨特角度可使整個行業受益。例如,高通在實施異構計算時,認真考慮了移動終端的特殊功率和熱量限制。網絡研討會提到了共享虛擬內存、高速緩存一致性和環境切換等功能,這些功能必須根據移動特點來實施,而非采用PC設計中傳統的CPU方式。另外,高通正在努力保持處理器的多樣性,同時針對異構計算特性完善架構,因為正是這種多樣性帶來了優越性。如果所有的處理器都看起來一樣,高通最終只會得到同構系統,這種結果是不希望得到的。
高通正利用這些深刻見解,協助定義異構計算的開放標準。例如,它們正積極參與Khronos Group制定OpenCL標準的工作。另外,美國高通公司還是異構系統架構基金會(HSA Foundation)的創始會員。