满足多媒体需求,便携电子风行多处理器架构

2009-12-14 11:42:06来源: DigiTimes

       随著多媒体应用要求越来越高,在小小的行动装置内,除了要有即时动态影音呈现,又必须处理大量图型化操作介面效果,若是重度游戏需求,3D与触控和声光效果又是少不了的系统处理负荷,嵌入式处理器单纯提升时脉的效能改善幅度有限,透过多处理器纾解系统应用的效能瓶颈,已刻不容缓...

    以行动电话应用为例,以往仅限于简单的拨号、简讯检视和MP3音讯处理,在智慧型手机、功能性手机不断强调多媒体应用的趋势下,现有的嵌入式处理器在面对这些庞大的多媒体运算,已略显力不从心之感,虽然大多能顺利完成相关任务,但对于影音同步与触控即时反应的应用需求,已直接影响行动装置的使用感受,尤其是大量视觉化图型介面,系统运行的效能将直接影响触控操作的应用体验。

    对称式多处理器架构 目前业界主流

    在PC应用端,消费者已能确实体验到多核心处理器,带来的明显效能提升,不管是双核、三核还是四核以上的高阶应用市场,具体的操作感受可以从核心数量得到最直接的验证,但反观行动电话市场的对称式处理器架构,却未见此类趋势发展,多半仅朝向针对单一处理器改善架构、提升快取记忆体或提高运作时脉等效能提升手法,对于多核与对称多重处理器的效能改善手段,则较少著墨。

    观察目前的行动电话应用,多半已与桌上型电脑应用无异,例如,手机持有者会透过行动电话处理电子邮件、看图片、编辑文件、浏览网站甚至玩电玩等多元应用,针对通讯的3G/3.5G行动上网或是GPS定位导航,绚丽的介面互动设计,甚至是3D整合的动态介面,样样都考验行动电话的运算处理能力。

    即便延用现有的循序处理逻辑,加快每组资料的处理效率,一方面可能单一处理器的处理负荷大幅拉升,将造成处理器所消耗的能量,在行动电话的各个零组件来说过于集中,造成高温、耗能与主/被动散热成本的额外负担,若参考桌上型电脑的处理器发展轨迹,将原本集中的运算资源分散到多处理器、多资料流进行处理,一方面可以降低核心处理器的效能负担,也可分散核心所产生的高热,周边的配套设置成本将因此增加。

    手机的多线程处理架构新挑战

    对于建构系统而言,多线程的设计其实并不容易开发,虽然在PC或Server主机的多线程系统,已发展有一段时间,但毕竟行动电话属于运算资源相对较少的微型运算环境,例如处理器仅至256~512MB,RTOS系统的容量也相对较小,即便是开放性系统的Android或Windows Mobile等行动电话系统,其系统环境也相对迷你。

    针对PC或伺服器环境开发的多线程技术,并无法完全转移到行动装置应用,因为手机并非资源无限的装置,光是「电力」就是亟需克服解决的限制。另一方面,即时回应在一般伺服主机的多线程应用方面,并非绝对要求,而行动电话平台,却多半要求必须能处理开启电源就能随即使用的需求,研发概念与基础南辕北辙。

    以功耗的处理态度而言,行动电话所应用的嵌入式处理器,在于可用API的部份,就必须提供更多、更细緻的电源管理控制功能,例如针对嵌入式晶片或处理器进行进阶电源控制,对于临时需要针对多媒体运算採取全速运行的需求时,又能即时唤醒系统,进行箱端应用处理,而一般多线程设计系统在处理器唤醒步骤较多、耗时较久,也是导入行动电话系统后,首要进行改善的重点。

    而程序转换过程中,免不了造成的开关功耗,以往在PC或是伺服器平台并不是什麽重要的问题,因为电源自市电源源不绝供应,问题的重要性不高,相对在行动电话平台,几mW的功耗就是重要的课题了,而在频繁的程式转换或是反覆睡眠、唤醒,可能花在转换系统模式的耗能,就快佔去系统可用的电力了!这部份尤其在需要面对节能所需的如降频、负载运算平衡与即时效能运算等需求间,取得设计平衡点。

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关键字:嵌入式处理器  多媒体  架构

编辑:金继舒 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qrs/2009/1214/article_1980.html
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