對稱多處理(SMP)在Linux中的實(shí)現(xiàn)分析.pdf

1、自2003年起，單核處理器性能的提升已遇到瓶頸，從既滿足性能提升要求又要顧及功耗降低的需求的角度考慮，處理器的設(shè)計(jì)已經(jīng)從單純的單核性能優(yōu)化轉(zhuǎn)向多核架構(gòu)的優(yōu)化。在眾多多核處理器中，最基本的架構(gòu)仍舊是對稱多處理(SMP，Symmetric Multiprocessor)結(jié)構(gòu)。本文分析了Linux對于SMP的具體實(shí)現(xiàn)機(jī)制，探討了在Linux環(huán)境下專業(yè)應(yīng)用采用SMP處理器相比單核處理器的性能優(yōu)勢。
　　本文基于Pandaboard開發(fā)板為

2、硬件平臺，操作系統(tǒng)選用基于3.7.10版本Linux內(nèi)核的Arch Linux。論文首先通過介紹了對稱多處理技術(shù)的硬件相關(guān)部分，如處理器拓展、偵測控制單元和中斷控制系統(tǒng);在軟件上則分析了包括調(diào)度器以及與之相關(guān)的負(fù)載平衡、調(diào)度域，鎖與同步機(jī)制，中斷處理系統(tǒng):從硬件和軟件兩個(gè)方面綜合介紹了對稱多處理所使用的技術(shù)。接著論文對Linux啟動(dòng)部分，調(diào)度器相關(guān)的動(dòng)態(tài)負(fù)載和調(diào)度組，核間中斷機(jī)制以及緩存一致性進(jìn)行了源碼分析，以期能夠更為直觀的分析Lin

3、ux中SMP的實(shí)現(xiàn)。最后，通過對單雙核性能，進(jìn)程在處理器內(nèi)核間切換開銷，以及處理器與專用處理器（本文中是圖形處理器）協(xié)同工作時(shí)的性能和處理器核間通信的成本的實(shí)驗(yàn)，以對SMP在Linux性能進(jìn)行較全面的測試。
　　由實(shí)驗(yàn)可知，在計(jì)算密集型應(yīng)用下，測試的SMP系統(tǒng)在多線程環(huán)境下可以獲得比單核接近2倍性能的性能提升;但是在一些需要專用處理器的應(yīng)用中，處理器數(shù)量對于相關(guān)應(yīng)用的性能提升提高有限，在各項(xiàng)測試中均不足10％。因此，針對具體場景選