市场研究公司iSuppli最近估计,四核处理器在主流桌上型PC中的市场渗透率将在本季增加至5%,并在今年第四季之前增加至7%,2008年第四季达到18%,并在2009年第四季达到49%,接近市场的一半。
另一家市调公司In-Stat认为,目前多核心处理器正从服务器市场中寻求其位置。然而,该公司认为,第一代多核心处理器在PC市场中仍不具备性能优势,但是随着效率更高的多核心处理器到来,这种情况将逐渐改善。
Intel和AMD均已使出浑身解数投入多核心领域的竞争中,而不再从处理器频率方面下功夫,因为多核心所能带来的潜在优势是相当惊人的。处理器的频率并不能有效地进行调整,这是由于处理器比内存快得多,而且增加的高速缓存仅在某种程度上对延迟有所帮助。此外,相同制程的处理器频率越来越高,也导致功耗倍增。
另一方面,多核心处理器可以将高速、长度较短的芯片上互连用于核心通讯,使其可更快地定时、独立地实现超纯量执行、管线和多执行绪等最佳化。此外,与多处理器相较,它们所占用的电路板空间也较少。
因此,阻碍多核心处理器迅速抢占运算市场的是什么呢?答案便是软件。多年以前,微软(Microsoft)即将发布比其前一版本更好的新版本操作系统,据称其性能甚至更高。因此,用户和企业便采用Intel提供的更快速处理器为其PC进行了升级,而其结果使得每个人都很满意。
随着多核心处理器的出现,情况已发生了变化。我们的软件应用已经跟不上硬件的发展。为了满足这一需求,Intel最近发布了针对其最新多核心处理器的编程和除错支持。Intel Thread Checker 3.1 Windows与Linux版本可以检测平行程序代码中的错误。Intel Thread Profiler 3.1 Windows版则显示了应用执行绪的行为,并找出平行性能的问题。Intel Threading Building Blocks 1.1 Windows、Linux和Mac OS X版本则是一个C++的模板库,可协助程序设计者在应用中导入执行绪。Intel VTune Performance Analyzer 9.0可使软件执行得更快,并增强了Vista的支持。
但是,开发利用多核心处理器的平行性应用并非易事,如多核心DSP。其挑战之处在于如何有效地为处理器核心之间划分工作负载;此外,随着核心数和应用功能的日益增加,这种挑战也变得越来越艰巨。
EDA工具供货商也面临着类似的挑战。其中有些EDA工具公司已经建构(或者购置)了一大批适合各种套件的IP和工具,而能引导工程师贯穿从设计入门到验证,甚至虚拟原型等各阶段。虽然有些应用被设计为可在分布式运算环境中执行,且可能更容易地适用于多核心处理器中,但其它的应用则不然。平心而论,Synopsys、Cadence、Mentor与Magma这四大巨擘均可提供可在某种程度上支持多核心处理设计的工具。
尽管存在各种挑战,但是朝多核心处理的发展趋势已经为IC和EDA领域带来了新动力。事实上,多核心处理器所带来的挑战也已为一些新公司创造出更多机会。
在芯片领域中,例如Stream Processors公司正展示一种采用C模型的新款DSP架构,以简化高性能、大量平行处理器的编程。另一家公司picoChip提供用于无线系统的多核心DSP数组,这些数组可以采用标准C语言或汇编语言进行编程。IntellaSys拥有嵌入式处理器的‘可扩充嵌入式数组’,且能得到基于Forth的编程语言工具VentureForth的支持。
在EDA方面,来自CLK Design Automation公司的产品──这是一款被称为Amber的多执行绪增量频率和信号完整性分析仪,还有Xoomsys公司即将推出可执行于连网计算机和多核心处理器 的Fast SPICE产品XoomCKT、Extreme DA公司的多执行绪静态和统计频率分析仪GoldTime、Averant公司提供的多CPU Solidify 5.0形式分析软件,以及Nascentric公司也展出其用于多核心平台的多执行绪Fast SPICE仿真器AuSim MT。