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오늘날의 컴퓨팅 세계에서 이종 컴퓨팅은 점차 주류가되고 있습니다.이 기술은 성능과 에너지 효율을 향상 시키도록 설계된 다양한 유형의 프로세서 또는 코어를 사용합니다.시스템 설계가 발전함에 따라 과거의 도전과 기회는 여전히 이러한 새로운 컴퓨팅 아키텍처를 다루는 방법에 달려 있습니다.
이기종 컴퓨팅 시스템의 핵심 개념은 동일한 유형의 프로세서를 추가 할뿐만 아니라 특수 처리 기능을 갖춘 이기종 공동 프로세서를 추가하여 성능 향상을 달성하는 것입니다.
이종 계산의 배경
이종 컴퓨팅 시스템에는 일반적으로 다른 명령 세트 아키텍처 (ISA)가 포함되며,이 이질성은 미세 구조의 차이뿐만 아니라 설계 및 컴퓨팅 모델의 재구성에도 반영됩니다.최신 이기종 시스템 아키텍처 (HSA)는 멀티 프로세서 유형을 사용할 때 사용자의 성가성을 제거하여 CPU 및 GPU가 동일한 칩에서 효율적으로 작동 할 수 있도록합니다.이를 통해 일반 GPU는 수학적 계산을 수행하고 CPU가 운영 체제 및 기존 직렬 작업을 담당 할 수 있습니다.
최신 연구에 따르면 여러 ISA가 가져온 다양성을 활용하면 이종 ISA 칩 다중 프로세서가 동일한 ISA의 최적 균질 한 아키텍처보다 최대 21%의 성능을 저축합니다. .
이종 CPU 토폴로지
이종 CPU 토폴로지에서는 동일한 ISA가 사용되지만 코어 간의 속도와 성능 차이는 전체 시스템의 성능에 크게 영향을 줄 수 있습니다.여기서, 코어는 일반적으로 고성능 코어 (일반적으로 "큰 코어")와 더 많은 에너지 효율적인 코어 ( "작은 코어")로 나뉩니다.이 토폴로지는 종종 더 나은 에너지 효율, 특히 모바일 시스템의 응용 프로그램에 사용됩니다.
이종 컴퓨팅의 도전
이종 컴퓨팅 시스템은 잠재적 인 성능 이득을 제공하지만 전통적인 균질 시스템에서는 일반적이지 않은 많은 도전을 제시합니다.다음은 몇 가지 주요 과제입니다.
- 다양한 명령어 세트 아키텍처는 이진 비 호환성을 유발합니다.
- ABI (Application Binary Interfaces)는 다른 방식으로 메모리를 해석 할 수 있습니다.
- 모든 컴퓨팅 구성 요소에서 API (Open Application Programming Interface)를 사용할 수 없습니다.
- 메모리 인터페이스와 레벨의 차이는 메모리 액세스의 이질성으로 이어질 수 있습니다.
- 다른 프로세서에는 다른 개발 도구가 필요하므로 소프트웨어 개발의 복잡성을 증가시킵니다.
- 데이터의 분할은 주요 도전이되고 복잡한 컴퓨팅 시스템과 관련 하여이 문제는 NP의 완전한 문제로 판명됩니다.
실제 사례 및 응용
이종 컴퓨팅 하드웨어는 하이 엔드 서버에서 스마트 폰 및 태블릿을 포함한 저전력 임베디드 장치에 이르기까지 광범위한 컴퓨팅 필드에 걸쳐 있습니다.예를 들어, 많은 새로운 프로세서는 이제 SATA, PCI, 이더넷, USB 등을 포함한 다른 장치와 인터페이스하는 내장 로직을 갖추고 있습니다.또한 GPU 및 암호화 공동 프로세서와 같은 수많은 하드웨어 가속기가있어 이종 시스템의 적용을보다 광범위하게 만듭니다.
예를 들어, ARM의 Big. Little 기술은 고성능 고전력 코어를 저전력 느린 코어와 결합하여 에너지 효율을 향상시키는 효과를 달성합니다.
앞으로
기술이 계속 발전함에 따라 이종 컴퓨팅 시스템의 잠재력은 계속 확장 될 것으로 보입니다.그러나 이기종 컴퓨팅의 과제를 해결하려면 다양한 컴퓨팅 구성 요소를보다 효과적으로 통합하고 프로그램 설계 모델을 개선하며 프로그래밍 투명성을 향상시키는 방법에 대해 생각해야합니다.앞으로 기술이 인간에게 더 나은 서비스를 제공 할 수 있도록 이기종 컴퓨팅으로 인한 기회와 도전에 어떻게 직면해야합니까?
