PHÂN TÍCH HIỆU NĂNG ĐA XỬ LÝ ĐỐI XỨNG (SMP) TRÊN VI ĐIỀU KHIỂN ESP32-WROOM-32E-N4
DOI:
https://doi.org/10.59266/houjs.2026.1179Từ khóa:
đa xử lý đối xứng (Symmetrical Multiprocessing - SMP), ESP32, FreeRTOS, kiểm chuẩn hiệu năng (Performance Benchmarking), vi điều khiển lõi kép (Dual-core Microcontroller)Tóm tắt
Nghiên cứu này tập trung đánh giá hiệu quả thực tế của kiến trúc đa xử lý đối xứng (Symmetrical Multiprocessing - SMP) trên dòng vi điều khiển ESP32-WROOM- 32E-N4. Bằng phương pháp thực nghiệm, chúng tôi so sánh thời gian thực thi của các thuật toán tính toán dấu phẩy động (floating-point arithmetic) trong hai kịch bản: chạy tuần tự trên đơn nhân và chạy song song trên hai nhân. Kết quả thực nghiệm cho thấy, đối với các tác vụ tính toán chuyên sâu (compute-bound) có khối lượng đủ lớn, việc tận dụng lõi thứ hai giúp hệ thống đạt mức tăng tốc 1.995 lần, tương đương hiệu suất 99.7% so với lý thuyết. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng ở các tác vụ có thời gian thực thi ngắn (dưới 4 mili giây), chi phí khởi tạo tác vụ và quản lý ngữ cảnh của hệ điều hành thời gian thực (FreeRTOS) sẽ làm giảm đáng kể hiệu quả song song hóa. Những phát hiện này cung cấp cơ sở quan trọng cho việc tối ưu hóa ứng dụng điện toán biên (Edge Computing) trên các thiết bị IoT giá thành thấp.
Tài liệu tham khảo
Amdahl, G. M. (1967). Validity of the single processor approach to achieving large scale computing capabilities. Proceedings of the April 18-20, 1967, Spring Joint Computer Conference, AFIPS ’67 (Spring), 483-485. https://doi.org/10.1145/1465482.1465560
Barry, R. (2024). Mastering the FreeRTOSTM Real Time Kernel. FreeRTOS (Amazon Web Services). https://www.freertos.org/Documentation/RTOS_book.html
ESP32-WROOM-32E & ESP32-WROOM-32UE Datasheet. (n.d.). Retrieved January 27, 2026, from https:// documentation.espressif.com/api/ resource/doc/file/Nyql9LzX/FILE/ esp32-wroom-32e_esp32-wroom- 32ue_datasheet_en.pdf
Shi, W., Cao, J., Zhang, Q., Li, Y., & Xu, L. (2016). Edge Computing: Vision and Challenges. IEEE Internet of Things Journal, 3(5), 637-646. https://doi.org/10.1109/JIOT.2016.2579198
Watchdogs-ESP32--ESP-IDF Programming Guide v5.5.2 documentation. (n.d.). Retrieved January 27, 2026, from https://docs.espressif.com/projects/ esp-idf/en/stable/esp32/api-reference/system/wdts.html#watchdogs
Williams, S., Waterman, A., & Patterson, D. (2009). Roofline: An insightful visual performance model for multicore architectures. Communications of the ACM, 52(4), 65-76. https://doi.org/10.1145/1498765.1498785
