虛擬儀器技術的進展及如何提升并行處理能力
現有的PCI總線的數據傳達吞吐率可以高達132兆/秒,這個相比其他總線已經屬于相當高了,并且還具有最低的延時(圖3)。然而它是一個共享資源的總線,也就是說,當多個設備同時在總線上傳輸數據時,每個設備可享受的帶寬會成比例地降低。隨著I/O速度和應用要求的提高,這樣的架構成為了瓶頸。而新一代的PCI Express技術,它運用了點對點總線的拓撲架構,使每個儀器可以通過獨立的通道向處理器傳輸數據,明顯地改善了傳輸數據的帶寬,對內存的需求最少,并加快了數據流的傳輸(圖4)。
圖3:總線帶寬與延時比較
圖4:PCI與PCI Express總線對比
圖5:PXI Express機箱
總言之,PCI Express技術的誕生使得虛擬儀器技術可以實現對于數據吞吐率有高要求的應用,例如汽車碰撞測試的高速圖像采集或高速數字I/O應用等等。
圖6:處理器速度的發展趨勢
PCI Express技術提高了總線帶寬和數據吞吐率,使得工程師可以獲得原始數據,并通過專業的分析工具拿到可靠的測試結果。不過近年的數據量快速增長,導致對這些數據進行處理和分析成為擺在工程師們面前的又一個問題。
多核處理器技術能夠提高傳統的測試算法的運行速度,Intel已經許諾了在2011年會推出80個芯核的CPU。但是不同于以往的單核,為了實現性能的提高,開發人員需要在應用軟件里配置線程。從圖7中可以看到,即使是在四核的處理器上,如果其應用只是單線程的話,操作系統仍舊會將所有的任務分配到其中的一個核上運行。可見,為了實現在多核處理器上程序性能的提升,就必須將你的應用程序分成多個線程,再由OS協調分配在不同的核上運行,這樣才能最大限度的利用多核處理器并行的優勢來提升性能。
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