對(duì)于一些流處理單元（音視頻編解碼等），需要的數(shù)據(jù)比較集中且連續(xù)。如果讓這些數(shù)據(jù)進(jìn)入到Cache中，它們會(huì)把CPU需要的數(shù)據(jù)沖刷掉。而且，在較老的程序中，這些音視頻流數(shù)據(jù)不太會(huì)被CPU使用到。最早的SOC芯片中，數(shù)據(jù)流從采集接口(AD等)直接進(jìn)入編解碼單元，編碼完成后通過(guò)交叉互聯(lián)總線直接送到Memory或者SD卡中存儲(chǔ)。后來(lái)，音視頻數(shù)據(jù)占用的帶寬變大，并且對(duì)實(shí)時(shí)性的要求更高、處理的復(fù)雜性也變高。加大輸入Buffer已經(jīng)不能解決問(wèn)題了。于是有了Scratch Pad。

Scratch Pad比較簡(jiǎn)單，直接通過(guò)DMA讀取一大段連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)入一整段存儲(chǔ)空間內(nèi)，全部處理完之后再通過(guò)DMA送回Memory中。Scratch Pad可能會(huì)分成幾個(gè)大段，每個(gè)大段至少是幾kB大小的(整頁(yè))，不會(huì)像Cache一樣拆成128bit/256bit的小塊。Scratch Pad和Cache系統(tǒng)的互聯(lián)見(jiàn)下圖：

使用Scratch Pad做流處理會(huì)有很大好處：

1、數(shù)據(jù)通過(guò)DMA傳輸，不會(huì)干擾Cache。

2、數(shù)據(jù)整段存取，對(duì)于Memory的連續(xù)讀寫有好處，并且不存在大量的Cache miss。

3、每個(gè)大段帶有地址標(biāo)簽，不像Cache一樣每個(gè)小條Cache行就需要帶tag，節(jié)省存儲(chǔ)空間。

缺點(diǎn)：

1、與Cache共享數(shù)據(jù)較麻煩，只能通過(guò)DMA。

2、多個(gè)加速處理單元之間搬運(yùn)數(shù)據(jù)耗費(fèi)時(shí)間和功耗。

3、DMA調(diào)度優(yōu)化基本只靠軟件，軟件優(yōu)化不好的話性能大幅下降。

另外八卦一句。“針對(duì)XX運(yùn)算單元的DMA訪存優(yōu)化”這個(gè)題目下畢業(yè)了無(wú)數(shù)博士……

隨著應(yīng)用的變化，Scratch Pad已經(jīng)不能滿足使用需求。例如，原來(lái)拍視頻只需要簡(jiǎn)單編碼/存儲(chǔ)。現(xiàn)在拍視頻需要使用CPU/AI進(jìn)行物體識(shí)別、邊緣判斷；使用CPU運(yùn)行拍攝程序；使用GPU/DSP進(jìn)行濾鏡、光線特效處理；使用視頻編碼單元進(jìn)行編碼。這種情況下，視頻數(shù)據(jù)會(huì)被多個(gè)單元使用，而且它們對(duì)時(shí)效的要求還不一樣。CPU的拍攝程序需要盡快反應(yīng)，以免用戶感覺(jué)卡頓。GPU實(shí)時(shí)濾鏡也需要在較短時(shí)間內(nèi)完成處理。AI的物體識(shí)別稍慢一些也不會(huì)有太大影響。而視頻編解碼可以在后面慢慢處理。針對(duì)這些應(yīng)用，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)也需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

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