3月23日外電頭條：多核給軟件開發帶來挑戰
原創【51CTO.com快譯】為了提升服務器和PC芯片的性能，為處理器增加更多的核心已成為芯片供應商們的最主要手段。但是，如果無法應對來自硬件和編程方面的新挑戰，多核的優勢不僅會大大降低，而且及有可能成為芯片性能的阻礙。在剛剛舉行的多核芯片博覽會（Multicore Expo）上，與會者紛紛對此表示了擔心。
目前大多數為單核芯片編寫的軟件將需要重新編寫或者更新，以適合Intel、Sun以及其它芯片供應商們提供的新產品，行業技術分析公司Linley Group總裁兼***分析師Linley Gwennap這樣說。現在的應用程序在多至4個處理器核心時通常會運行得更快，但處理核心數量一旦超過這個數字，應用程序的效果就會降低甚至惡化。
最近來自Gartner的一份報告同樣顯示了這個問題。為此，芯片和系統制造商們已開始著力培訓軟件開發者，并為他們提供更好的用于多核編程的工具。一年前，Intel和微軟表示，他們將在美國投資2000萬美元開設兩個研究中心專門解決這一問題。目前，缺乏多核編程工具也許是今天的編程行業所面臨的***挑戰，Gwennap說。
把應用程序中不同的計算任務，比如數學運算和渲染圖片加以區分對待，讓它們分別在多個內核中同時執行的編寫方式早已被人們提出。但是，這一通常被稱為并行計算的模式一直受到專業化與高性能計算環境的限制。
近年來，Intel和AMD已經改變了提高時鐘頻率的傳統做法，將加入核心數量作為更直接有效的方式來提高芯片的性能。Intel即將為我們帶來多達8個處理內核的Nehalem-EX芯片（51CTO.com注，Nehalem是英特爾的新芯片架構。代號為Nehalem的處理器包括專為高性能服務器市場設計的、研發代號為“Nehalem-EP” 的處理器，面向可擴展服務器市場的代號為“Nehalem-EX”。英特爾不久前稱，高端的Nehalem EX處理器可能在今年年底供貨）。而51CTO.com的資料也顯示，AMD代號為“伊斯坦布爾”（Istanbul）的六核45納米皓龍處理器已公開演示，預計將于今年下半年正式推出；此外AMD也正在設計12內核的服務器芯片。所有這些新技術都提高了多線程能力，使每個內核都可以在同一時間執行多行代碼。
這意味著主流的應用程序必須以不同的方式來編寫，以利用更多的內核資源。這做起來不僅很難，而且很有可能帶來的新類型的軟件bug。最常見之一就是“競爭條件(Race Conditions)”——計算的結果輸出要求各種任務按照一定的順序完成，如果不是這樣，那么可能就會導致錯誤的發生。
目前已經有些廠商提供了并行編程工具，如Intel的Parallel Studio for C and C++，還有這一領域里的其他廠商如Codeplay、Polycore Software和Clik Arts的相關工具。此外基于C語言的新的并行編程模型標準OpenCL，已由Khronos Group發布，并迅速得到了Intel、AMD、Nvidia和其他各廠商的共同支持。
Santa Clara舉行的多核芯片博覽會展示了更多的工具正在開發中。嵌入微處理基準聯盟（51CTO.com注，即EEMBC，為嵌入式芯片制訂基準的非盈利性組織）的軟件工程總監Shay Gal-on說，軟件編譯器必須能夠識別并行的代碼，然后在沒有人工干預下完成并行工作。
盡管缺少相關的工具，一些軟件供應商已經找到了相對容易的建立并行代碼的方法，用來處理簡單的計算工作比如圖像和視頻處理，Gwennapp表示，比如Adobe已經通過重寫Photoshop，在某些特定的x86內核上運行放大和圖像濾鏡等任務時，性能可以提高到3到4倍。
“在處理視頻或圖片時，你可以將不同的像素系統分配給不同的CPU。這樣你就可以得到并行處理方式，”Gwennapp說。但是，對于更復雜的任務，則很難找到一個單一的方法來確定并行計算的順序，然后將它們分配給不同的CPU。
編程方面可能面臨著多核帶來的***挑戰，而在硬件方面也需要作出變化，來克服如內存延遲和總線速度緩慢等問題。“由于你的芯片上添加了越來越多的內核，你就需要更多的內存帶寬來適應它們，”Gwennapp說。
共享一個內存高速緩存或數據總線的多個內核會造成瓶頸效應，這意味著額外的內核將在很大程度上遭到浪費。“這種情況下假設你有6或8個CPU，那么它們所有的時間將花費在互相交談上，既不向前走，也不做任何工作，”他說。
責任最終還是要背負在開發者的肩上。他們需要編寫更好的并行程序來搭建硬件和軟件之間的橋梁。很多軟件開發者并沒有跟上硬件設計的***進展，EEMBC的Gal-on這樣說，他們應該打開數據表來研究***的芯片架構，考慮一下怎樣能讓他們的代碼表現得更好。
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原文：Multicore chips pose next big challenge for industry 作者：Agam Shah
