RELIANCE 57C411 在可編程技術(shù)發(fā)展的zui初階段，可編程能力出現(xiàn)了兩個。一個的代表是單核CPU和DSP單元。這些器件使用含有一系列可執(zhí)行指令的軟件來進(jìn)行編程。對于編程人員，在概念上以連續(xù)的方式來開發(fā)這些指令，而高級處理器能夠?qū)χ噶钪匦屡判?，在運(yùn)行時(shí)從這些連續(xù)程序中提取出指令級并行處理操作。作為對比，可編程技術(shù)另一的代表是FPGA.通過開發(fā)可配置硬件電路對這些器件編程，*并行執(zhí)行。使用FPGA的設(shè)計(jì)人員實(shí)際上是大規(guī)模開發(fā)粒度非常精細(xì)的并行應(yīng)用。多年以來，這兩個同時(shí)存在，每一類型的可編程功能適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。但是，zui近的技術(shù)發(fā)展趨勢表明，有更好的技術(shù)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了可編程和并行處理操作。

　　RELIANCE 57C411 軟件可編程器件的第二種趨勢是復(fù)雜硬件的出現(xiàn)，從順序程序中提取出指令級并行處理操作。單核體系結(jié)構(gòu)輸入指令流，在器件中執(zhí)行它們，這些器件會有很多并行功能單元。處理器硬件的很大一部分必須專門用于從順序代碼中動態(tài)提取出并行處理操作。此外，硬件還會嘗試去補(bǔ)償存儲器延時(shí)。一般而言，編程人員開發(fā)程序時(shí)沒有考慮處理器的底層存儲器結(jié)構(gòu)，好像只有大規(guī)模的統(tǒng)一快速存儲器。相比較而言，處理器必須處理實(shí)際延時(shí)，以及與外部存儲器的有限帶寬鏈接。為保持功能單元能夠傳送數(shù)據(jù)，處理器必須從外部存儲器中預(yù)先獲取數(shù)據(jù)，放入片內(nèi)高速緩存中，這樣，數(shù)據(jù)更接近要進(jìn)行計(jì)算的地方。使用這些技術(shù)，性能經(jīng)過多年的提高后，這類體系結(jié)構(gòu)的改動已經(jīng)不大了。

　　圖1.RELIANCE 57C411 可編程和并行技術(shù)zui近的發(fā)展趨勢

　　RELIANCE 57C411 在傳統(tǒng)處理器體系結(jié)構(gòu)上，這兩種趨勢的優(yōu)勢日益減小，我們開始尋找各種軟件可編程器件，這些器件的發(fā)展非?？?，如圖1所示。重點(diǎn)是從運(yùn)行時(shí)自動提取指令級并行處理操作，發(fā)展到在編碼時(shí)明確的找到線程級并行處理操作。開始出現(xiàn)高度并行的多核器件，一般趨勢是含有多個簡單處理器，很多晶體管專門用于計(jì)算，而不是采用高速緩存，提取并行處理操作。這些器件一般包括含有2、4或者8個內(nèi)核的多核CPU，以及含有數(shù)百個適用于數(shù)據(jù)并行計(jì)算的簡單內(nèi)核的GPU等。為能夠在這些多核器件上實(shí)現(xiàn)高性能，編程人員必須以并行方式清晰的對實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行編程。每一內(nèi)核都必須分配一定的工作，這樣，所有內(nèi)核能夠協(xié)同工作，執(zhí)行某一計(jì)算。這也是FPGA設(shè)計(jì)人員在開發(fā)其高級系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)時(shí)所做的工作。

　　考慮到多核新時(shí)代開發(fā)并行程序的需求，開發(fā)了RELIANCE 57C411 （開放計(jì)算語言），以便開發(fā)跨平臺并行編程標(biāo)準(zhǔn)。OpenCL標(biāo)準(zhǔn)還能夠自然的描述在FPGA中實(shí)現(xiàn)的并行算法，其抽象級要比VHDL或者Verilog等硬件描述語言（HDL）高得多。雖然有很多高級綜合工具能夠?qū)崿F(xiàn)高等級的抽象功能，但是都存在同樣的基本問題。這些工具會采用連續(xù)C程序，產(chǎn)生并行HDL實(shí)現(xiàn)。在開發(fā)HDL時(shí)，困難還不是很明顯，但是，提取出線程級并行處理操作在FPGA中實(shí)現(xiàn)以提高性能時(shí)，困難卻非常大。而FPGA的并行功能非常*，與其他器件相比，在盡可能提取并行功能時(shí)出現(xiàn)任何失敗的后果都非常嚴(yán)重。OpenCL標(biāo)準(zhǔn)能夠解決很多這類問題，它支持編程人員明確的設(shè)定并控制并行處理操作。與純C語言描述的連續(xù)程序相比，OpenCL標(biāo)準(zhǔn)能夠更自然的匹配FPGA的高度并行特性。

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