多核CPU到多核MCU,單片機也要發展多核心了嗎?雙核STM32只是開始

速度不夠,數量來湊,由於受制造工藝限制,CPU的頻率不能無限制的增加,為了提高處理器的性能,就只能增加核心數量了。不過現在的單片機頻率遠遠達不到極限啊!才幾十上百兆的頻率就要搞雙核了?似乎多核單片機不是為了提高性能而設計的!(STM32WB55性能肯定不如STM32H系列)這又是為什麼呢?

多核CPU到多核MCU,單片機也要發展多核心了嗎?雙核STM32只是開始

STM32WB55——Cortex-M4 + Cortex-M0+

核心(內核)

核心(Die)又稱為內核,是CPU最重要的組成部分,核心由單晶硅製成,用來完成所有的計算、接受命令、存儲命令、處理數據等操作,是數字處理器的核心。

多核CPU

CPU核心發展方向是更低的電壓、更低的功耗、更先進的製造工藝、集成更多的晶體管、更小的核心面積、更高的性能,但是,由於受制造工藝限制,CPU核心的頻率不能無限制的增加,為了提高處理器的性能,就只能增加核心數量了,從而出現了擴展cpu內核的方法,這個方法能讓電腦加上100個內核,運算速度比一般電腦快20倍。

現在常見的CPU核心數有單核、雙核、四核、六核、八核、十二核等。在內核頻率相同的情況下,CPU內核數量越多,CPU的總體性能就越強。

多核CPU到多核MCU,單片機也要發展多核心了嗎?雙核STM32只是開始

核心


多核CPU有:

海思 麒麟 990 核心數為八核——2*Cortex-A76 + 2*Cortex-A76 + 4*Cortex-A55

高通 驍龍 865 核心數為八核——1*Cortex-A77 + 3*Cortex-A77 + 4*Cortex-A55

Intel 酷睿i9 9900K 核心數為八核——平行核心——CPU主頻為3.6GHz

AMD Ryzen ThreadRipper 3990X 核心數為六十四核——平行核心——CPU主頻為2.9GHz

多核CPU到多核MCU,單片機也要發展多核心了嗎?雙核STM32只是開始

龍芯1C101 是CPU還是MCU?


多核CPU到多核MCU,單片機也要發展多核心了嗎?雙核STM32只是開始

龍芯1C101是CPU還是MCU?中關村也是傻傻的分不清啊!


多核MCU

開發單片機系統時,一個單片機無法滿足系統的要求,普遍的做法就是使用兩顆或更多的單片機,把一部分繁雜的工作分配給另一個單片機來完成。採用兩顆單片機的缺點有:芯片成本、PCB成本、系統可靠性、功耗等都有先天的不足,另外,在開發時也是較為繁雜,由於單片機架構不同採,還要面臨需要不同的開發工具。

如果能在單片機內部包含兩個內核,一個用於主控,另一個用於協控,協同工作。主控與協控在架構上兼容能高效通信。多核單片機在很多場合下可以保持多機系統的強大,又能避免多機系統的不足。

多核又有對稱多核(簡稱SMP)與非對稱多核(簡稱AMP)之分,多核兩個核是一樣的叫對稱多核,不同叫非對稱雙核,非對稱比較麻煩,啟動的非分開啟動,先啟動一個核,在通過這個核啟動另一個核!SMP的各核心有一致的編程模型,在分配工作時主要以均衡為原則。AMP的優勢在於精細的任務分工,靈活地適應不同情景,物盡其用,能最佳地平衡成本、性能與功耗。AMP的編程難度也更低,在MCU應用領域,AMP較SMP更為適合。

與獨立的雙芯片相比,多核單片機架構有很多優點。再添加一個內核的代價遠比添加一個獨立的單片機要低,尤其是當兩個內核架構相似時。另一方面,多個內核可以有相同的主頻,並且可以通過總線矩陣平等地訪問片上資源。

多核CPU到多核MCU,單片機也要發展多核心了嗎?雙核STM32只是開始

STM32WB55——Cortex-M4 + Cortex-M0+

多核單片機有:

STM32WB55——Cortex-M4 + Cortex-M0+

STM32H7——Cortex-M7 + Cortex-M4

STM32MP——Cortex-A7 + Cortex-M4

LPC5411x——Cortex-M4F + Cortex-M0

LPC4300——Cortex-M4 + Cortex-M0

F28M35 ——Cortex-M3 + C28x

LS2051——51內核 + 51內核

LS53C——51內核 + 51內核

LS052Ax——51內核 + 51內核 + 51內核

LSx151——51內核 + 51內核 + 51內核

Freescale的PXS30、PXS20、MPC5675K、MPC5643L系列是對稱雙核單片機,兩個Power Architecture e200內核。

多核CPU到多核MCU,單片機也要發展多核心了嗎?雙核STM32只是開始

LPC4300——Cortex-M4 + Cortex-M0

多核CPU到多核MCU,單片機也要發展多核心了嗎?雙核STM32只是開始

非對稱多核MCU


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