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Dans le monde informatique d'aujourd'hui, l'informatique hétérogène devient progressivement le courant dominant.Cette technologie utilise un certain nombre de différents types de processeurs ou de cœurs, conçus pour améliorer les performances et l'efficacité énergétique.À mesure que la conception du système évolue, les défis et les opportunités passés dépendent toujours de la façon dont nous gérons ces nouvelles architectures informatiques.
Le concept de base dans les systèmes informatiques hétérogènes est d'obtenir des améliorations de performances non seulement en ajoutant le même type de processeur, mais aussi en ajoutant des coprocesseurs hétérogènes avec des capacités de traitement spécialisées.
CONDITEUR DE CALCULATION HÉTÉROGène
Les systèmes informatiques hétérogènes impliquent généralement différentes architectures d'ensemble d'instructions (ISA), et cette hétérogénéité se reflète non seulement dans les différences de microarchitectures, mais aussi dans la reconstruction des modèles de conception et informatique.L'architecture du système hétérogène moderne (HSA) élimine la cumbersomeness des utilisateurs lors de l'utilisation de types multiprocesseurs, permettant au CPU et au GPU de fonctionner efficacement sur la même puce.Cela permet aux GPU généraux d'effectuer des calculs mathématiques et permet au processeur de prendre en charge les systèmes d'exploitation et les tâches série traditionnelles.
Les dernières recherches montrent que le tir de la diversité apportée par plusieurs ISA, les multiprocesseurs Hétérogènes ISA ont jusqu'à 21% de performances et d'économiser 23% d'énergie que l'architecture homogène optimale de la même ISA. .
Topologie hétérogène du processeur
Dans la topologie hétérogène du processeur, bien que la même ISA soit utilisée, les différences de vitesse et de performance entre les noyaux peuvent affecter considérablement les performances du système global.Ici, le noyau est généralement divisé en noyaux hautes performances (généralement appelés "grands noyaux") et des noyaux plus économes en énergie (appelés "petits noyaux").Cette topologie est souvent utilisée pour fournir une meilleure efficacité énergétique, en particulier pour les applications sur les systèmes mobiles.
Défis de l'informatique hétérogène
Bien que les systèmes informatiques hétérogènes fournissent des gains de performance potentiels, ils présentent également de nombreux défis qui ne sont pas courants dans les systèmes homogènes traditionnels.Voici quelques-uns des principaux défis:
- Différentes architectures d'ensemble d'instructions provoquent une incompatibilité binaire.
- Différentes interfaces binaires d'application (ABIS) peuvent interpréter la mémoire de différentes manières.
- L'interface de programmation des applications ouvrir (API) peut ne pas être disponible pour tous les composants informatiques.
- Les différences d'interface et de niveaux de mémoire peuvent entraîner une hétérogénéité de l'accès à la mémoire.
- Différents processeurs nécessitent différents outils de développement, ce qui augmente la complexité du développement de logiciels.
- Le partitionnement des données devient un défi majeur, et en ce qui concerne les systèmes informatiques complexes, ce problème s'avère même être un problème complet de NP.
Cas et applications pratiques
Le matériel informatique hétérogène s'étend sur une large gamme de champs informatiques, des serveurs haut de gamme aux appareils intégrés à faible puissance, y compris les smartphones et les tablettes.Par exemple, de nombreux nouveaux processeurs ont désormais une logique intégrée pour s'interfacer avec d'autres appareils, notamment SATA, PCI, Ethernet, USB, etc.De plus, il existe un grand nombre d'accélérateurs matériels, tels que les GPU et les coprocesseurs de chiffrement, qui rendent l'application des systèmes hétérogènes plus étendus.
Par exemple, la technologie Big.Little d'ARM combine des noyaux haute puissance haute performance avec des noyaux lents à faible puissance pour obtenir l'effet de l'amélioration de l'efficacité énergétique.
dans l'attente de
Alors que la technologie continue de progresser, le potentiel des systèmes informatiques hétérogènes semble continuer à se développer.Mais si nous voulons résoudre les défis de l'informatique hétérogène, nous devons réfléchir à la façon d'intégrer plus efficacement différents composants informatiques, d'améliorer les modèles de conception de programme et d'améliorer la transparence de la programmation.À l'avenir, comment devons-nous faire face aux opportunités et aux défis apportés par l'informatique hétérogène afin que la technologie puisse mieux servir les êtres humains?
