消费电子促SoC革新，多内核成未来发展趋势

多内核、多线程和多发射之争

Tensilica的钻石标准内核与ARM、MIPS性能对比

由于可配置处理器内核是一种精简核，面积和功耗很小，很适合多核应用。Tensilica介绍说，每个客户平均在一个SoC中使用约6个Xtensa核，多核可以取代RTL模块，实现设计灵活性和设计速度最大化。与Tensilica看好多核技术相反的是，MIPS强调多线程的优势，并认为是未来处理器的发展趋势。曾作为MIPS公司创建者和MIPS微处理器开发副总裁的Rowen表示："多线程不是一个正确的方向，多核才是。"

他指出："多线程内核(Multi-threaded core)的优点是当一个线程因存储而停止时，处理器可以执行其它线程。不过，多线程会大大增加处理器面积和功耗。对于单个线程的性能、内核成本和功耗并无好处。只有存在多个线程时，才适用--最好是多个线程执行相同的任务，比较容易设计，例如网络处理器中同行处理很多包。"Tensilica中国区总经理李冉补充说，多线程一个的挑战是，编程和调试非常复杂，尤其是多个线程执行不同的任务时，如何将任务动态划分，非常复杂。与此同时，一般工程师都习惯于单线程编程，当前又没有很好的编译器和调试器，所以目前还没有多线程处理器能够很智能地进行任务划分。

Rowen总结说："多线程要花费很大的力气，但收益并不大，因为多线程在物理上还是同一时间只有一个线程，它的极限是一个周期执行一个指令。"相反，Rowen指出，多核架构可以将非常复杂的任务分解到多个内核中，而且在嵌入SoC设计中，任务划分不是问题，因为不同的核承担不同的任务，已经预先定义好，是一种静态划分，相对简单。Rowen强调说："由于不同的内核可以执行不同的线程，多核架构在一个周期内可以执行多个指令。"不过，如果内核比较大，多核架构成本会倍增，不太适用。当然，这对Tensilica不是问题，因为Tensilica的内核十分精简，尺寸非常小。李冉补充说，事实证明当内核的时钟频率超过200Mhz后，其布局布线后得到的面积和功耗成指数增长，所以多核一定是未来的发展趋势。

此外，ARM和Tensilica都采用了超标量架构，也就是所谓的多发射核技术(Multi-issue core)，它可以在一个周期内执行多个操作，为单个线程提供最高性能。和多线程类似，它的缺点也是附加的执行单元不能得到完全利用，增加了内核面积和功耗。不同的是，多发射可以在一个周期内执行多个指令，而且由于是单线程，编程简单。

为了比较多线程、多发射和多核的性能差异，Rowen举例说，单发射内核钻石212GP的面积约0.7mm2，对应的单线程内核MIPS 24K的面积为2.8mm2，都是约0.7个指令/周期；多线程单发射内核MIPS 34K的面积达4mm2，也只有约0.8个指令/周期；而多发射内核570T面积只有1.6mm2，能达到1.2个指令/周期；如果是多内核架构，将4个钻石212GP放在一起，面积也只有2.8mm2，却高达2.8个指令/周期。