📜  多核系统编程中的挑战

📅  最后修改于: 2021-08-25 10:43:08             🧑  作者: Mango

多核系统由两个或多个处理器组成,这些处理器已连接至单个芯片,以提高性能,降低功耗并更有效地同时处理多个任务。多核系统已经成为最近的趋势,其中每个核都表现为一个单独的处理器。多核系统能够并行执行多个线程,而在单核系统中,一次只能执行一个线程。

通过增加单个芯片上的晶体管数量以增强性能,实现多核系统比实现单核系统更有利,因为单个芯片上晶体管数量的增加会增加系统的复杂性。

多核系统的挑战:
由于多核系统由一个以上的处理器组成,因此需要使它们全都处于繁忙状态,以便您可以更好地利用多个计算核。调度算法必须设计为使用多个计算核心以允许并行计算。挑战还在于修改多线程的现有程序和新程序以利用多核系统。

总的来说,在多核系统编程中有五个领域面临挑战:

  1. 划分活动:
    面临的挑战是正确地检查任务,以找到可以划分为多个单独的并发子任务的区域,这些子任务可以在各个处理器上并行执行以充分利用多个计算核心。
  2. 平衡 :
    在将任务划分为子任务时,必须确保相等性,以使每个子任务都应执行几乎相等的工作量,而不是一个子任务要执行大量工作而其他子任务却要执行非常多的工作很少要做,因为在那种情况下,与单核系统相比,多核系统编程可能无法提高性能。
  3. 数据分割
    正如将任务划分为较小的子任务一样,该任务访问和操作的数据也必须划分为在不同的内核上运行,以便每个子任务都可以轻松访问数据。
  4. 数据依存性:
    由于各种较小的子任务运行在不同的内核上,因此一个子任务可能依赖于另一子任务的数据。因此,需要正确检查数据,以便同步整个任务的执行。
  5. 测试与调试:
    当不同的较小子任务并行执行时,测试和调试此类并发任务比测试和调试单线程应用程序更加困难。