多核操作系统发展综述

标签：程序   eth   mamicode   标准   进制   lua   相关   概念   位图   

Time

2020.11.11

Summary

Research Objective

多核操作系统

Problem Statement

1. 硬件方面多核技术已经发展很快乐，但是位于其上的多核操作系统发展却还很慢。
2. 目前，提升单核处理器的性能到达了一定的瓶颈，AMD、IBM、Intel、SUN等公司都开始研究多核处理器或者多核架构设计。
3. 多核处理器上的操作系统和软件普遍对多核的支持不甚完美，不能有效的利用多核处理器。

Method(s)

1. 通过多核处理器来降低主频，提升指令执行效率。

Evaluation

Conclusion

Notes

1. 操作系统构建于硬件设备之上，目的在于最大限度发挥硬件的工作性能，同时也受限于硬件设备的工作能力和方式。
2. 提高处理器性能的方式有两种
   ①通过改进制造工艺来提高CPU的主频，但是高主频会带来巨大的功耗，引入严重的漏电流问题（制约CPU主频提高的最重要因素）。
   ②提高指令的执行效率，也就是提高IPC（instruction per cycle），涉及的方法有指令流水线、超长指
   令字、超标量结构、超线程技术等。
3. 1974年卡内基梅隆大学第一次提出HYDRA操作系统，可以认为是多核操作系统思想最早的来源。HYDRA内核把“对象”的概念引入操作系统中，将物理上的或者虚拟的资源都当做对象进行处理。
4. 2005年成立了多核协会（Multicore Association）,不同的工作组负责多核处理器、操作系统、开发调试工具、应用程序等不同类别的研究，指定相关标准。
5. 浙江大学2008年设计了一个支持易购多核的嵌入式实时操作系统SmartOSSEK OS-M，实现了多核之间的同步与通信，并设计了一种多核操作系统之上的编程模型。
6. 电子科大在2009年实现了在四核处理器PB11MPCore上的操作系统aCoral，改进了位图映射优先级调度算法，提高了多核系统的实时性能。
7. 复旦大学联合西安交通大学以及麻省理工学院和微软亚洲研究院在 2008 年共同开发出多核操作系统 Corey，设计思想是“应用程序控制数据的共享”，即通过应用程序控制内核间的共享资源。

Words

Terminology

1. 片上多处理器（CMP）
   即在单个芯片上继承了多个处理器单元,每个内核都有自己的逻辑单元、控制单元、中断处理器、运算单元、一级cacahe、二级cache甚至三级cache，cache可以共享或者独有。
   
   　　　　　　　图1 多核处理器的典型结构
2. 同构多核（homogeneous cores）
   即芯片中的多个内核完全相同，地位也对等。
3. 异构多核（heterogeneous cores）
   即新片中的多个内核不完全相同，地位不对等。将具有不同处理特性的内核集中到一个芯片之上，各个内核可以完成自己擅长的任务，以达到提高整个系统性能的目的。

Sentence

TimtLine

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原文地址：https://www.cnblogs.com/call-me-dasheng/p/13961031.html