多媒体应用处理器效能强化关键

1、多媒体应用处理器效能强化关键行动终端装置因为多媒体应用广泛，而且对质量的要求更甚以往，例如，2d显示提升为3d显示，而同时举行影音、通讯、导航等任务，已是基本应用！从基频处理器外分出专用多媒体应用处理器，甚至还必需大规模强化多媒体应用处理器效能，对付日渐繁重的处理需求图说：行动终端装置应用愈来愈丰盛，但系统能应用的资源却相对有限，如何让装置呈现最佳多媒体展现效果？处理器架构与效能肯定是重要关键！时下如pda、pmp、pnd都需要极高运算效能支持，架构最佳化多媒体应用处理器与系统环境，已是这类行动装置有用价值的重要基础手机、数字相机、个人导航装置(pnd)、可携式播放机(pmp)等，处理原本主要

2、用途的组件，称为基频处理器 (baseband processor)，不过在多媒体运用，特殊是愈强调质量的影音播放用途，已超越基频处理器的处理能力，因此，多媒体应用处理器(multimedia application processor)，成为行动装置中协同处理器一员。换言之，多媒体应用处理器原本只是行动装置内众多处理器的1种，以手机为例，内部处理器按照idc定义，有高阶多媒体应用处理器 (high-end multimedia application processor)、基频或整合式基频处理器(integrated baseband processor)、操作系统应用处理器(os appl

3、ication processor)、多媒体应用处理器(multimedia applications processor)、多媒体协同处理器(multimedia co-processor)、相机影像协同处理器(camera coprocessor)、及屏幕控制器(lcd controller)等7种。上述众处理器中，现今多媒体应用无论质与量都与时俱进的市场趋势，多媒体应用处理器在许多原本并非职司此道的行动装置上，反成了重要组件！其设计与进展趋势足以影响行动装置整体表现。1 高质量多媒体应用渐多 多媒体应用处理器强化效能多媒体应用处理器进展迄今，第1个重要的设计方向，便是强化效能。作法分为2

4、类，其一是在原本架构上，作更进一步加强、调校，挺直的作法是提升频率，并非线性提升，更重视每频率所能带来的效率(如或dmips/mhz)，所以，微架构调节也相当重要。多媒体应用处理器微架构强化方向相当多，举例而言，用法更高效率超纯量管线(super-scale pipeline)，让单一频率能执行多重命令；强化浮点运算单元(fpu)，如加快单倍与双倍精准度纯量运算作业速度，并加入额外16位浮点运算数据类型转换命令，增进与嵌入型3d处理器间数据交换速度；内建多媒体处理单元(media processor engine)，支持simd运作模式，如每周期能处理8、16、32位整数与32位浮点运算数据，

5、甚至支持混合数据类型，排解封装/解封装耗费的资源，及结构化加载/储存功能，让数据不必于演算格式与机械格式间往返转换。在微架构外部方面，可强化与内存间存取效率，如加大快取容量/频宽、降低拖延，解决l1/l2快取间的全都性问题，例如，设立1个侦测控制单元(snoop control unit；scu)然而，任何接触内存中的关联区域存取，scu都将举行监控，测试要求的信息是否已储存在处理器l1快取中，若信息已存于快取内，就挺直传回发出要求组件，否则会利用最佳化算法，尽量使数据尽可能利用l2快取，藉此排解挺直写入芯片外部内存衍生的功耗，并提高整体效能。2 单核进展濒临瓶颈 多核心技术应战单核心最佳化，

6、濒临多任务处理时发生瓶颈，例如，1个行动终端可能同时举行视讯/音讯播放、导航定位、数据库搜索、无线传输等工作，效能再强大的单一多媒体应用处理器，往往也因此捉襟见肘，所以，多核心成最佳解决计划。不过此处必需解释，这里谈的并非基频/多媒体应用处理器封装在一起的异质多核心架构，而是多媒体应用处理器本身就采纳同质多核心运作。多核心架构带来效能提升，在软件支持环境下，利用新增命令让多核心处理器于程序执行时，动态从超纯量执行切换成执行多个并行执行绪，建立程序内执行多执行绪机制，仅双核心针对译码mpeg-2效能，就比单核心提高52！不过，多核心真正的价值，除挺直效能性提升外，更重要的是多核心处理器还能充分利

7、用不同应用命令间的平行处理(instruction-level parallelism；ilp)和执行绪阶层平行化(threading-level parallelism；tlp)，换言之，具较高ilp与tlp应用，对于多核心架构适应力较高，效能提升幅度也会更大。至于采多核心的负面影响，则分为硬件与软件方面。硬件方面是在寸土寸金的行动终端装置，多了1组核心，就表示多1倍晶体管，但多数应用环境中，效能却并非等比提升1倍，但目前技术长进，多核设计可有程度不等的晶体管分享(如l2快取或内存规律控制分享等)，降低多核芯片尺寸与功耗。反而软件问题比较复杂，例如，多个执行绪甚至应用程序存取同1个内存区块问题，假如，某1个程序没有针对多核心运作最佳化，可能就会让系统不稳定，因此，因应多核环境修正软件与针对多核心最佳化，是目前推展多核心多媒体应用处理器颇大的妨碍。不过，总体来看，就犹如x86处理器在频率进展遭受高耗能与高热瓶颈后，即透过多核心抒解的进展轨迹，多媒体应用处理器采多核心抒解性能瓶颈，也是必定趋势，不过多核心对于芯片面积更为敏感，因此，半导体制程发展成为开发关键。此外，多核心架构的省电机制设计也相当重