英國ARM公司為削減智能手機及平板終端等CPU耗電量而推出了“big.LITTLE技術”。該技術可相應于終端的處理負荷,分別使用微架構各異的CPU內核群(群集),從而兼顧低耗電量和高性能。
從原理上來說,只要是指令集架構相同的CPU內核均可適用big.LITTLE技術,目前可使用的是Cortex-A15和Cortex-A7的組合。處理性能在必要時用高性能的Cortex-A15執(zhí)行處理,在空閑時和負荷較低時則用電力效率較高的Cortex-A7(圖1)。
圖1:切換不同的內核
不同工作頻率的利用時間示例
據(jù)ARM介紹,當CPU的不同工作頻率的利用狀況為以下情況時,通過利用big.LITTLE技術,可將CPU的耗電量削減70%以上。此時,Cortex-A15的利用時間占12%,Cortex-A7為88%。
目前以Task Migration型為主
big.LITTLE技術的使用模式主要有兩種:(1)相應于處理負荷切換使用大小內核的Task Migration型,(2)利用大小內核驅動單一OS作SMP運行的MP(multiprocessing)型。
(1)的Task Migration型是開篇提到的利用方法,是以前就存在的DVFS的擴展方法。當處理負荷降低到一定水平時,就可切換為Cortex-A7。同時運行的只有Cortex-A15或Cortex-A7其中一方的群集。
(2)的MP型會相應于每項任務的負荷,由OS調度器判斷并決定是由Cortex-A15還是Cortex-A7來執(zhí)行任務。如果沒有需要高處理性能的任務,就會關閉未分配到任務的內核電源。
ARM公司項目管理部處理器事業(yè)部董事John Goodacre表示,big.LITTLE技術目前主要以(1)的Task Migration型的利用模式為主。
(2)的MP型需要大幅修正OS調度器等。這是因為,支持SMP的OS一般會均等利用多個內核,不具備電力效率各異的異構群集這一概念。因此先采用(1)。
還將考慮采用第三種利用模式
最初,(1)的Task Migration型為群集間的切換及內核間的硬件差異吸收,而采用了虛擬化技術,不過“只是在Task Migration型的原型中沿用了虛擬化技術。實際產(chǎn)品中虛擬化技術的采用不是必需的”(ARM公司的Goodacre)。
另外,Goodacre還表示,big.LITTLE技術除了上述(1)和(2)之外,還在探討可謂是二者混合版的以Linaro等為主的第三種利用模式。
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