Преимущества чипованных систем

• Размер SOC небольшой, но включает в себя множество функций.

• Гибкость. С точки зрения размера чипа, мощности и форм-фактора(требует меньше места), такие системы очень сложно превзойти другим устройствам.

• Эффективность затрат,(Меньше энергии, больше производительности) особенно для конкретных приложений SoC, таких как видеокод.

• Система на чипах бесчисленна. Для продуктов большой емкости они упрощают защиту ресурсов и стоимость инженерных решений.

• более надежна, чем многочиповые системы.

Недостатки:

1. Большие временные затраты. Процесс проектирования SoC может занять от 6 до 12 месяцев.

2. Ограниченность ресурсов.

3. Если разрабатывается продукт с низким уровнем громкости, потребуется высококлассное оборудование. Возможно, лучше будет использовать аппаратное обеспечение другого производителя, потратить время и ресурсы для прикладного программного обеспечения.

4. Системы на чипах имеют большой недостаток в том, что они вообще не могут быть адаптируемыми. Другими словами, они не могут быть модернизированы. Система на чипе, как правило, умирает такой же, какой она была создана. В ней ничего не меняется в течение всего срока службы. Если в приборе что-то ломается внутри, нельзя отремонтировать или изменить только эту часть. Приходится заменить весь SoC.

46. Основные понятия.Chip multiprocessor (смр) Многоядерный процессор

Многоядерный процессор - это единый вычислительный компонент с двумя или более независимыми фактическими процессорными блоками (называемыми "ядрами"), которые являются блоками, считывающими и выполняющими программные инструкции.

Инструкции являются обычными инструкциями процессора (например, добавление, перемещение данных и ветвление), но несколько ядер могут выполнять несколько инструкций одновременно, увеличивая общую скорость для программ, поддающихся параллельным вычислениям. Производители обычно интегрируют ядра в одну матрицу интегральной схемы (известную как Чип-мультипроцессор или CMP) или на несколько матриц в одном пакете микросхем.

Терминология

Термины многоядерный и двухъядерный чаще всего относятся к

какому-то центральному процессору (CPU), но иногда

также применяются к цифровым сигнальным процессорам (DSP) и системе на

кристалле (SoC). Эти термины обычно используются только для

обозначения многоядерных микропроцессоров, изготовленных на одной и той же матрице интегральной схемы; отдельные микропроцессорные матрицы в одной и той же упаковке обычно называются другими именами, такими как

мультичиповый модуль.

РАЗВИТИЕ

В то время как технология производства совершенствуется, уменьшая размер

отдельных элементов, физические ограничения

микроэлектроники на основе полупроводников стали главной проблемой проектирования. Эти физические

ограничения могут привести к значительному тепловыделению и

проблемам синхронизации данных. Для улучшения используются различные другие методы

Производительность процессора. Некоторые методы параллелизма на уровне команд (ILP)

, такие как суперскалярная конвейеризация, подходят для многих приложений, но

неэффективны для других, содержащих труднопрогнозируемый код. Многие

приложения лучше подходят для методов параллелизма на уровне потоков (TLP),

Основными шагами в разработке параллельных

приложений являются:

1) разделение

Этап секционирования проекта предназначен для раскрытия

возможностей параллельного выполнения. Поэтому основное внимание уделяется

определению большого числа небольших задач, чтобы получить то, что

называется мелкозернистой декомпозицией задачи.

2) коммуникация

Задачи, генерируемые секцией, предназначены для

одновременного выполнения, но, как правило, не могут выполняться независимо.

Вычисления, выполняемые в одной задаче, обычно требуют

данных, связанных с другой задачей. Затем данные должны быть переданы

между задачами,чтобы позволить вычислению продолжаться. Эта

информация уточняется на коммуникационном этапе

проектирования.

3) агломерация

На третьей стадии развитие движется от абстрактного

к конкретному. Разработчики пересматривают решения, принятые

на этапах секционирования и связи, с

целью получения алгоритма, который будет

эффективно выполняться на некотором классе параллельных компьютеров.

4) картографирование

На четвертом и заключительном этапе проектирования параллельных

алгоритмов разработчики определяют, где

должна выполняться каждая задача. Эта проблема сопоставления не возникает на

однопроцессорах или компьютерах с общей памятью, которые

обеспечивают автоматическое планирование задач.

Типы микросхем многопроцессорной архитектуры:

1) однородный CMP

пример: INTEL, AMD, ASUS

2) гетерогенный CMP

пример: многопроцессорная система - на

чипах (MPSoCs)

Преимущества CMP:

• Энергоэффективность и эффективность Кремниевой зоны

• Повышенная пропускной способности

• Более производительное приложение

Недостатки CMP:

• Большое количество, возможно, различных типов ПЭС(пакетированные элементарные потоки).

• Более низкая производительность в ситуациях с одной задачей

• Может перегреться

Вывод

• Чип многопроцессорный (CMP) более надежен и энергоэффективен, чем однопроцессорное решение CMP

• Конструкция CMP в настоящее время является инженерным решением для полупроводниковых изделий