Tilera公司首席技術(shù)專家AnantAgarwal長期在麻省理工學(xué)院(MIT)從事多內(nèi)核研究工作，他承認(rèn)，其公司的工具并非是解決大規(guī)模并行架構(gòu)編程這個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)大難題的靈丹妙藥?！岸鄡?nèi)核編程中不存在一勞永逸的方法?！彼f。

不過，該公司似乎即將一矢中的?！昂芏囝櫩投疾捎昧爽F(xiàn)成代碼，能在幾分鐘之內(nèi)對(duì)其進(jìn)行編譯和運(yùn)行?！盇garwal透露，“我們的網(wǎng)格互連與軟件工具都極具震撼力，適用于所有的嵌入式應(yīng)用?！?

Tilera公司的做法非常簡單易懂。其單獨(dú)內(nèi)核均是完整的通用處理器，每個(gè)都能運(yùn)行對(duì)稱多處理(SMP)版Linux。每個(gè)內(nèi)核還具有一個(gè)嵌入式交換器，可以連接到裸片上的任意其他內(nèi)核，從而在一個(gè)網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)(meshnetwork)上進(jìn)行互聯(lián)。

這樣一來，OEM廠商就能將其應(yīng)用方便地連接到一個(gè)或幾個(gè)內(nèi)核上。然后，他們可以利用該新創(chuàng)公司的優(yōu)化工具，來確定程序及數(shù)據(jù)流通信庫中存在的瓶頸，以便增加更多內(nèi)核來達(dá)到所需的內(nèi)存或處理帶寬。Agarwal表示，在一些諸如數(shù)據(jù)包嗅探器以及數(shù)字視頻編碼等應(yīng)用中，客戶已經(jīng)可以使用裸片上的全部64個(gè)內(nèi)核。

“我看到的每家新創(chuàng)公司都需要采用兩步走的軟件開發(fā)流程，但聽起來流程應(yīng)該可以得到簡化。”市場(chǎng)調(diào)查公司ForwardConcepts總裁WillStrauss言簡意賅地發(fā)表了對(duì)該款芯片的評(píng)價(jià)。

Strauss說，Tilera的方案很獨(dú)特，這部分在于其每個(gè)內(nèi)核都擁有支持完整操作系統(tǒng)所需的中斷和緩存結(jié)構(gòu)。其他公司則傾向于使用簡化的內(nèi)核以及新的編程方法。

“他們的產(chǎn)品極具價(jià)值，因?yàn)樗?00美元，用五個(gè)TI最好的DSP來處理H.264的實(shí)時(shí)解碼?！彼a(bǔ)充道。

Tilera基于Eclipse的開發(fā)環(huán)境目前支持Linux和標(biāo)準(zhǔn)C編譯器。未來的軟件版本將支持C++，以及其它語言和操作系統(tǒng)。

“這些大規(guī)模并行處理器的成功歸結(jié)為軟件工具的有效性?！盩heLinleyGroup總裁LinleyGwennap表示。

“你可以在一個(gè)裸片上放置數(shù)十甚至數(shù)百個(gè)內(nèi)核。這些內(nèi)核的互連存在一定難度，但真正的問題是開發(fā)一種方式，使軟件可以利用所有的處理器內(nèi)核。”Gwennap指出，“很難找到一種能利用多個(gè)處理器的自動(dòng)化軟件?！?

的確，即使熱門芯片大會(huì)的一名組織者也表示，今年的活動(dòng)關(guān)于多核芯片的論文特別多，但有關(guān)多核編程模型的創(chuàng)新性工作則太少了。

迄今為止，Tilera的客戶中僅有TopLayer公司愿意談?wù)撌褂迷撔酒慕?jīng)驗(yàn)。該公司首席策略官M(fèi)ichaelPaquette透露，TopLayer公司計(jì)劃在其下一代網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備中采用Tile64芯片。

“我們目前的架構(gòu)非常適合Tilera方法，因?yàn)樗怯葾SIC和FPGA組成的，這在本質(zhì)上來說就是一個(gè)多處理器系統(tǒng)?！盤aquette表示，“在我們的下一代平臺(tái)中，我們打算把應(yīng)用從這些處理器中的一部分轉(zhuǎn)移到多個(gè)Tilera內(nèi)核?！?

TopLayer公司的研發(fā)人員才剛開始采用Tilera工具，將其應(yīng)用擴(kuò)展到處理器中的全部64個(gè)內(nèi)核。該公司之所以選擇Tile64，部分原因是Tilera公司計(jì)劃在2009年提供120個(gè)內(nèi)核的產(chǎn)品，這為那些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備年發(fā)貨量小于10,000部的OEM廠商們的下一代設(shè)計(jì)遠(yuǎn)景增強(qiáng)了信心。

具有諷刺意味的是，去年熱門芯片大會(huì)上的主要論文也關(guān)注于大規(guī)模并行嵌入式處理器。與Tilera類似，初創(chuàng)的Ambric公司正在瞄準(zhǔn)高端數(shù)字視頻與網(wǎng)絡(luò)處理，該公司明白，其成功的關(guān)鍵是自己的并行編程軟件。二者的目標(biāo)雖然相似，但是實(shí)現(xiàn)方法卻有所不同。

Tilera在網(wǎng)格上放置了64個(gè)完整的處理器內(nèi)核，并采用較為傳統(tǒng)的軟件模型進(jìn)行傳輸和優(yōu)化。Ambric公司利用了一種新穎的寄存器設(shè)計(jì)，將其作為其360個(gè)簡化RISC內(nèi)核與異步通信信道(在Kestrel芯片內(nèi)連接RISC內(nèi)核)的一個(gè)組成模塊，。

Ambric的編程模型要求開發(fā)者利用Java子集在固定層中創(chuàng)建一組定義嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?duì)象，以及允許對(duì)象間相互通訊的消息機(jī)制。Ambric使用了一個(gè)Java子集，其中去掉了虛擬機(jī)、垃圾收集和浮點(diǎn)支持，同時(shí)增加了處理該公司獨(dú)特寄存器硬件的類庫。合成的軟件通過Ambric工具被映像到其芯片硬件上。

“我們認(rèn)為，首先必須定義好適當(dāng)?shù)能浖幊棠Ｐ?，然后開發(fā)支持電路——這正是我們采取的方式?！盇mbric公司研究員兼副總裁MikeButts指出。Butts曾在去年的熱門芯片大會(huì)上進(jìn)行論文演講。

一年過去了，該公司尚未公布任何用戶，但是聲稱已在諸如視頻、醫(yī)療成像、數(shù)據(jù)包處理以及國防等“數(shù)十個(gè)”領(lǐng)域贏得了設(shè)計(jì)定單，而其中一些公司將在今年年底之前發(fā)布其系統(tǒng)，Ambric公司協(xié)創(chuàng)人兼行銷和業(yè)務(wù)拓展副總裁JayEisenlohr透露。

“我們的做法是伸開雙臂來迎接，而且這樣做的確有效?！彼f。

Eisenlohr透露，迄今為止，60人的Ambric公司已經(jīng)籌集了將近2,000萬美元，并且至少還要進(jìn)行一輪風(fēng)險(xiǎn)融資。

Ambric和Tilera只是從事新處理器開發(fā)的眾多新創(chuàng)公司中的兩家，這些公司采用新型并行或可配置設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)諸如H.264視頻編碼等應(yīng)用。還有一家公司CSwitch，也是在2006年成立的。此外，初創(chuàng)的Stretch和StreamProcessors公司正在將其CPU應(yīng)用于數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

網(wǎng)格是內(nèi)核連接的未來趨勢(shì)

其他公司，例如PicoChip公司、AzulSystems公司以及RazaMicroelectronics公司等，使用多個(gè)內(nèi)核，但一般將其處理器瞄準(zhǔn)一系列更受關(guān)注的應(yīng)用，通常包括專用于其領(lǐng)域的硬件加速器等。也有一些公司采用了新型編譯器和手寫軟件的組合，將其作為自己編程模型的一部分。在芯片級(jí)，他們采用一系列總線、多個(gè)片上網(wǎng)絡(luò)(或環(huán))和網(wǎng)格來連接其內(nèi)核。

“我相信多核處理器的未來將采用網(wǎng)格互連?！盩ilera的Agarwal表示。

“在一個(gè)網(wǎng)格中，你用每片新的網(wǎng)塊(tile)來增加對(duì)分帶寬。在環(huán)技術(shù)中，增加內(nèi)核并非個(gè)案?！彼f，“對(duì)分帶寬是性能的關(guān)鍵性決定因素?！?

Tile64中的每個(gè)內(nèi)核實(shí)際上支持五個(gè)并行的32位信道，這些信道分別傳輸中斷、內(nèi)存、I/O以及其它數(shù)據(jù)流。由于64個(gè)內(nèi)核中的每個(gè)核之間有五個(gè)雙向連接，該芯片能支持32Tbps的總帶寬。

即使Agarwal曾開發(fā)過第一款多線程處理器架構(gòu)，但Tile64是單線程的?！熬€程切換往往消耗大量功耗，且會(huì)占用緩存?！盇garwal認(rèn)為。

Tile64芯片的不同版本運(yùn)行速率從600MHz到1GHz，平均消耗17-30W的功耗。該芯片集成了四個(gè)DDR2內(nèi)存控制器，高達(dá)兩個(gè)10Gbps的Xaui、兩個(gè)PCIExpress、以及兩個(gè)Gb以太網(wǎng)路接口。芯片今年年底將達(dá)到量產(chǎn)，一萬顆時(shí)起價(jià)435美元。

在2004年10月創(chuàng)立的Tilera公司是Agarwal先生在MIT多年從事網(wǎng)格多內(nèi)核架構(gòu)的產(chǎn)物，包括Raw芯片，這是一款由美國國防先進(jìn)研究項(xiàng)目局提供部分經(jīng)費(fèi)的16內(nèi)核CPU。迄今為止，Tilera在兩輪風(fēng)險(xiǎn)投資中已獲得大約4,000萬美元的投資。  

Tile64把64個(gè)通用內(nèi)核放在一個(gè)網(wǎng)格互連上。每個(gè)內(nèi)核有一個(gè)網(wǎng)格開關(guān)，且該內(nèi)核上能夠運(yùn)行一個(gè)完整的Linux操作系統(tǒng)。