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在多核異構(gòu)SoC處理器中，核間數(shù)據(jù)的傳輸帶寬直接決定了系統(tǒng)整體性能。傳統(tǒng)通信方案存在數(shù)據(jù)“拷貝開銷大”、“帶寬受限”等瓶頸，高效的核間通信一直是開發(fā)者面臨的挑戰(zhàn)。

今天帶大家看看RK3576的AMP核間通信——共享內(nèi)存方案，具有“零拷貝”、“高帶寬”的顯著優(yōu)勢(shì)，直接解決用戶痛點(diǎn)，下面用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)說話！

▍共享內(nèi)存方案優(yōu)勢(shì)

零拷貝“共享內(nèi)存方案”能夠讓不同核心直接訪問同一塊物理內(nèi)存，實(shí)現(xiàn)了真正的零拷貝傳輸，大幅降低了數(shù)據(jù)傳輸延遲。

數(shù)據(jù)量大“共享內(nèi)存方案”的共享內(nèi)存區(qū)域大小，可根據(jù)實(shí)際需求靈活配置，從幾十MB到幾百M(fèi)B都可以，能夠滿足各種大數(shù)據(jù)量傳輸需求。

配合RPMsgMaster Core與Remote Core在完成共享內(nèi)存的讀寫操作后，可通過RPMsg通知對(duì)方進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)了高效、可靠的核間通信。RK3576處理器A72、A53與M0核間通信中的RPMsg消息包的發(fā)送耗時(shí)與時(shí)延，實(shí)測(cè)可做到2us，詳見下圖：

 

▍實(shí)測(cè)帶寬確實(shí)驚人

為了驗(yàn)證共享內(nèi)存方案的實(shí)際性能表現(xiàn)，我們針對(duì)“用戶內(nèi)存空間?共享內(nèi)存空間”的讀寫場(chǎng)景，分別測(cè)試了DMA、NEON、CPU三種主流內(nèi)存拷貝方式的讀寫帶寬。

可以從上面看到：

DMA方式讀寫帶寬性能最優(yōu)，實(shí)測(cè)讀帶寬高達(dá)2778MB/s，寫帶寬2760MB/s，表現(xiàn)穩(wěn)定。

NEON和CPU方式在寫帶寬上表現(xiàn)出色，但讀帶寬就偏低。這是由于寫操作依托“寫合并(Write-Combining)”機(jī)制，能將多個(gè)小寫操作合并為單次、大數(shù)據(jù)傳輸，減少總線事務(wù)切換，因此寫帶寬表現(xiàn)亮眼。而讀操作無法合并，每次讀取需等待內(nèi)存響應(yīng)，導(dǎo)致讀帶寬顯著偏低。

 

▍拷貝方式怎么選

DMA、NEON、CPU這3種拷貝方式各有優(yōu)劣，實(shí)際開發(fā)中無需盲目追求“最高帶寬”，應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)景、資源占用情況進(jìn)行選擇，這才是最優(yōu)解。

DMA：性能王者，CPU零負(fù)擔(dān)

當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)量大、對(duì)帶寬要求高時(shí)，DMA是最佳選擇。它由專用硬件控制器執(zhí)行數(shù)據(jù)搬運(yùn)，不占用CPU資源。

NEON：無DMA時(shí)的備選，CPU同樣零負(fù)擔(dān)

一般處理器的DMA控制器資源有限，可能早已被占用。在沒有多余DMA控制器時(shí)，NEON方式是另一個(gè)不錯(cuò)的選擇，它是CPU的輔助核，同樣不占用CPU資源，利用CPU的單指令多數(shù)據(jù)流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)搬運(yùn)。

CPU：實(shí)現(xiàn)最簡單，但需消耗CPU資源對(duì)于小數(shù)據(jù)量傳輸，或者在對(duì)性能要求不高的簡單應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)的CPU拷貝是最直接的選擇。它實(shí)現(xiàn)簡單，不需額外的硬件資源支持，適合輕量級(jí)任務(wù)。但由于它會(huì)占用CPU資源，因此復(fù)雜應(yīng)用時(shí)不見得是最適合的方案。

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