ARMv8和AArch64硬件架构的物联网板卡和纳米计算机并行异构计算.docx

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ARMv8和AArch64硬件架构的物联网板卡和纳米计算机并行异构计算

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本文转载于极术社区

极术专栏：Arm技术博客作者：ArthurRatz

在物联网主板和创新的微型纳米计算机上，用C++++17和CL和SYCL编程模型规范构建并运行现代并行代码。这些处理器基于革命性的集群对称ARMCortex-A72CPU，采用ARMAArch64架构。

下面的博客文章提供了用C++17/2x0构建现代并行代码的实用指南、技巧和教程。它们使用CL/SYCL编程模型实施，并在基于创新的ARMCortex-A72、四核64位RISCCPU的下一代物联网主板上运行。

读者可以在AkselAlpay的hiSYCL库项目的开放源码发行版中找到用C++17编写的并行代码。另外，关于安装和配置LLVM和Clang-9.x.xARMAArch64-工具链，用于构建并行代码可执行文件并在功能强大的ARMCortex-A72CPU(采用ARMAArch64架构)上运行它。这篇博客文章主要关注在最新的RaspberryPI4B+板上构建和运行特定的并行代码可执行文件，这些板基于BroadcomBCM2711SoC芯片，专为嵌入式系统和物联网而设计

ARMCortex-A72CPU的树莓PI4B+物联网主板

2016年，ARM宣布发布革命性的新对称Cortex-A72CPU，配备64位ARMv8-这是一种硬件架构，完全支持大规模并行计算。这是物联网电路板和微型纳米计算机的下一个巨大时代，包括覆盆子PI4B+电路板。它们是为实时大规模收集和处理数据而设计的，作为嵌入式系统和物联网集群最重要的组成部分。

ARMCortex-A72CPU以1.8Ghz时钟频率和最新的LPDDR4-3200MhzRAM运行。根据SoC芯片和物联网主板型号的不同，它们的容量高达8GB。它们满足了从事高性能嵌入式系统和物联网集群设计的软件开发人员和系统工程师的期望。此外，针对特定的CPU型号和版本，Cortex-A72CPU具有革命性的高二级缓存容量，从512KiB到4MiB不等。

使用ARMCortex-A72的一个例子是Broadcom和RaspberryPi基础供应商制造创新的BCM2711SoC芯片和RaspberryPi4B+IoT板。

RaspberryPi板以“可靠”和“快速”的微型纳米计算机而闻名，这种微型计算机是专门为数据挖掘和并行计算而设计的。ARM集群对称64位RISC-CPU的主要新硬件架构特性(如DSP、SIMD、VFPv4和硬件虚拟化支持)显著提高了使用RaspberryPI进行大规模并行数据处理的性能、加速和可扩展性。

具体来说，基于ARMCortex-A72CPU和4GiB或更高内存的树莓PI是最适合物联网数据挖掘和并行计算的解决方案。此外，BCM2711B0SoC芯片还捆绑了各种集成设备和外围设备，如BroadcomVideoCoreVI@500MHzGPU、PCI-Ex千兆位以太网适配器等。

我们使用物联网进行并行计算所需要的只是一个RaspberryPI4B+。或者，任何其他基于ARMCortex-A72CPU和LPDDR4系统内存制造SoC芯片的物联网主板。

我们将演示如何设置一块树莓PI4B+电路板用于首次使用，开箱即用。

以下是预先满足的硬件和软件要求的简短核对表。

硬件：

RaspberryPI4型号B0，4GB物联网电路板。

用于Raspbian操作系统和数据存储的16GBMicro-SD卡。

直流电源：5.0V/2-3A，带USBC类连接器(最低3A-用于数据挖掘和并行计算)。

软件：

RaspbianBuster10.6.0完整操作系统。

Raspbian成像器1.4。

MobaXTerm20.3内部版本4396或任何其他SSH客户端

设置RaspberryPi4B物联网板

在开始之前，我们必须从官方RaspberryPi存储库下载最新版本的RaspbianBuster10.6.0完整OS映像。我们还需要下载并使用适用于各种平台（例如Windows，Linux或macOS）的RaspbianImager1.4应用程序。

RaspbianBuster10.6.0

/raspbian_full/images/raspbian_full-2020-02-14/

RaspbianImager1.4

/imager/

另外，我们还必须下载并安装MobaXterm应用程序，以通过SSH或FTP协议远程建立与RaspberryPi板的连接：

MobaXterm20.3

/download.html

由于已经成功下载并安装了RaspbianBusterOS