晶片業界面臨多核心技術領域之「軟體落差」難題

masonchung

晶片業界面臨多核心技術領域之「軟體落差」難題
上網時間: 2008年04月11日
* Q- @3 o: ]5 m  ?2 P
/ j. d4 j  a% r% Y+ o多核心處理器日益風行，但市面上卻缺乏可支援的平行編程工具與相關技術；目前，透過新的研究、標準與工具，產業界已開始著手解決此一「軟體落差」問題。
& [' \/ V( A/ F8 u9 l
在日前於美國加州舉行的Multicore Expo展會上，有關多核心處理器的軟體落差問題成為產業界矚目的焦點。在該場展會中，包括Freescale、Intel與MIPS等晶片大廠，以及許多新創晶片設計業者，紛紛展示其多核心產品；而也有業界人士提出警告，產業界目前所面臨的艱鉅任務，就是開發可支援此類新一代晶片的軟體。
* q4 T; S' c& D  {7 o, u, _
; ?3 m4 o3 ~7 r: k4 _' r在Venture Development (VDC)擔任嵌入式硬體研究主管的Eric Heikkila表示，當前的硬體與軟體之間存在很大的落差；根據該公司的調查，有55%的嵌入式系統開發捨表示，他們正在使用、或即將在未來的12個月之內使用多核心處理器。而根據VDC的預測，嵌入式多核心處理器市場將由2007年的3.72億美元規模，在2011年成長至24.7億美元。
! n0 C3 f1 p3 E
此一趨勢在PC市場尤其明顯。根據Intel嵌入式事業群總經理Doug Davis透露，該公司在2007年所推出的所有處理器產品中，有40%採用多核心架構，而該比例到2011年，將大幅成長至95%。
/ `$ H& U; F2 }% Q
1 C/ e+ |9 [5 f- d8 x* M8 s但是在軟體這一端，根據供應商的說法，至2007年，他們所提供的工具中只有6%可支援平行編程晶片；而VDC指出，該比例到2011年也不過將成長至40%左右。Heikkila表示，目前有85%的嵌入式編程工作，有85%是使用C或C++語言所完成，這些編程語言並不易針對多核心架構最佳化。

. P, K9 r/ H0 m: a& p0 {. g; K1 a「為了短期之內的應用，有必要提升C/C++語言的效益；但以長期的角度來看，我們還是需要新的編程語言與工具來支援多核心架構。」Heikkila認為。

* n$ W1 E$ A1 ^& K8 U* A9 n對此TI通訊基礎設施事業群的技術長Alan Gatherer表示，改善現有技術的困難度，與開發新工具一樣高；產業界既缺乏解決方案，也缺乏可用的程式碼。他指出，像Ericsson等公司都有上百人的軟體工程師團隊，以嚴謹的方式在撰寫程式碼；而有許多新的軟體構想還有待證實，但這並非一朝一夕可完成的工作。
- ]! L8 A0 u6 g9 E
  X8 n; ?7 }& ]- ?一家新創公司RapidMind的首席科學家Michael McCool則呼籲，業界應開發新的編程模型，以協助嵌入式系統設計者了解如何最佳化其平行編程晶片的應用。他表示，多核心編程的複雜度已經超越了某個程度。

: Y% u8 N& x5 ^/ \對此，長期研究平行編程技術的伊利諾大學香檳校區(University of Illinois at Urbana-Champaign)工程系教授Wen-mei Hwu，要開發一個主流的平行編程模型並不容易，而其背後的困難所在，才剛剛開始逐漸浮上檯面。
% L4 m. R1 W! M1 v% d/ P
8 k  ^1 W, e6 r- r% p. V不久前，Hwu任教的大學才獲得Intel與Microsoft的1,000萬美元資金，將用以開發新一代平行編程技術。他表示，該筆鉅款僅能支援一種平行編程模型的開發，沒有人能負擔開發多種編程模型應用程式的龐大資金。目前該校也在與其他業者與研究單位進行相關技術的研發合作。

而在相關標準訂定方面，多核心協會(Multicore Association)在該場展會上宣佈，該組織已完成了供核心之間通訊用的應用編程介面開發，而現在則正在著手為嵌入式虛擬化(embedded virtualization)訂定標準。VDC的Heikkila表示，多核心趨勢使各家業者不得不更開放、並推動新的業務模式，而業界對標準化的需求程度也是前所未有。

9 g/ R9 I% a* H  g(參考原文： Chip industry confronts 'software gap' between multicore, programming)
1 ^5 I3 r* [2 X* s- {: `$ }
(Rick Merritt)

stanlly9

就實際以C/C++的compiler來說
- [  w& O3 H; X0 |$ [目前較為方便快速的方法是使用OpenMP的技術..
1 w% a, t# v1 q" `我這裡有講義可以參考參考
主要就是compiler要支援，然後再source code上做一點宣告等
. Q$ G# |( k' b- i) Y; t主要就是針對for loop的loop body做平行化處理
- h5 t5 l9 g* ?. d# E9 D$ U' V不過目前有一個難題就是，基本上平行化的決定權在於designer身上
6 U8 g( i* @: X3 V7 j$ W也就是說designer必須適時/適量的指定使用平行化處理的時間，以免資料相依度上產生錯誤
但，不是由compiler自己找出來所有的平行度
(大家當然都希望這樣，但目前尚未完全可行，也許這就是原主題當中所說的難題)

' b& C2 c" u# T% Kby the way,印象中Visual C++ 2003 / gcc 4.0 以後的版本都有支援OpenMP了。

( }' ^! x) n0 q6 q% y6 R: i! G3 ~[ 本帖最後由 stanlly9 於 2008-4-22 11:48 AM 編輯 ]