ARM DynamIQ技术简介

1. 技术概念

        ARM于2017年3月发布了DynamIQ技术。DynamIQ技术是big.LITTLE技术的升级，两者均为ARM提出的异构处理技术，big.LITTLE技术已经成为了DynamIQ技术的组成部分。

        在big.LITTLE架构中，要求big处理器和LITTLE处理器位于不同的cluster内，big处理器cluster和LITTLE处理器cluster通过Cache Coherent Interconnect（CCI）进行数据传输，因此会不可避免地带来传输延迟，引起整体性能下降。与big.LITTLE技术不同，DynamIQ技术支持了将big处理器、LITTLE处理器和DynamIQ Shared Unit (DSU)集成在同一个cluster中，称为DynamIQ cluster，每个芯片可以集成多个DynamIQ cluster；在同一个cluster内，big处理器和LITTLE处理器的数据传输不必依赖big.LITTLE架构中的Cache Coherent Interconnect（CCI）硬件，而是通过DSU中的L3 Cache实现，从而简化了big处理器和LITTLE处理器间任务切换的数据共享复杂度，改善了传输延迟性能，提高了能效。

2. DynamIQ技术优势

        big. LITTLE所有核心处于同簇下，各个核不能单独休眠、调整，中间存在着功耗的切换。     

        DyanmlQ每个簇内配置不同的核，每个核配置不同的电压和频率，再加上硬件的状态控制机制，每个核可以在关闭、休眠和工作状态时进行快速切换，在性能提升的同时，完美控制功耗。   

        与big.LITTLE技术相比，DynamIQ技术具有以下区别及相应的优势：

      （1）同1个DynamIQ cluster内支持同时集成big处理器和LITTLE处理器，最多集成8个不同种类的处理器，从而使得big处理器和LITTLE处理器的配置数量更加灵活；

      （2）同1个DynamIQ cluster内不同处理器的工作电压和频率可以通过DSU进行单独配置，有利于提高能效；

      （3）在保证高性能的同时，进一步提高了芯片能效。

        下面是big.LITTLE system和DynamIQ big.LITTLE system的芯片架构对比图：

3. 原理

        最先支持DynamIQ技术的处理器是Cortex-A75和Cortex-A55，其中Cortex-A75作为big处理器，Cortex-A55作为LITTLE处理器。Cortex-A75、Cortex-A55和DSU组成了一个DynamIQ cluster，如下图所示。big处理器和LITTLE处理器的数量可以根据设计需求确定，从而极大增加了产品配置的灵活性，典型的配置见下图。

        在DynamIQ技术中，根据包含的big处理器和LITTLE处理器种类情况，DynamIQ cluster分为3种类型，即包含big处理器和LITTLE处理器、只包含LITTLE处理器和只包含big处理器。下面是包含big处理器和LITTLE处理器的DynamIQ big.LITTLE system以及只包含LITTLE处理器的DynamIQ system示意图。

        下面是包含2个DynamIQ cluster的芯片架构示意图。

4. 硬件支持

        DynamIQ技术的基本组成单元是DynamIQ cluster，DynamIQ cluster包括CPU和DSU。故为实现DynamIQ技术，在硬件方面应满足以下两项基本要求：

      （1）采用的CPU支持 Armv8.2-A架构；

      （2）具备DynamIQ Shared Unit（DSU）硬件。

        下面是DSU的基本功能结构图。DSU被DynamIQ cluster内的所有CPU共享使用，由异步桥、监视滤波器、L3 Cache、外设和接口总线、功率管理单元等部分组成。

5. 软件支持

        在软件支持方面，DynamIQ技术需要Energy Aware Scheduling（EAS）调度算法的支持，有关EAS相关内容可参考文档：linux-6.2.8/Documentation/scheduler/sched-energy.rst