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來源：中國(guó)電子報(bào) 日前，AMD、ARM、Mellanox、華為、IBM、高通和賽靈思七家公司正式宣布，共同成立CCIX（針對(duì)加速器的緩存一致性互聯(lián)）聯(lián)盟，致力于推動(dòng)統(tǒng)一的異構(gòu)計(jì)算加速器標(biāo)準(zhǔn)。 目前，全球異構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域呈現(xiàn)三足鼎立的態(tài)勢(shì)，分別是以AMD、高通、ARM、三星、北京華夏芯等為主體的全球異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)HSA（Heterogeneous System Architecture）聯(lián)盟，以IBM、Google、英偉達(dá)為主體的OpenPOWER聯(lián)盟和Intel主導(dǎo)的異構(gòu)計(jì)算體系。 新聯(lián)盟CCIX成立意欲為何？ 異構(gòu)計(jì)算是信息技術(shù)新拐點(diǎn) CPU+GPU，是我們熟知的一種異構(gòu)計(jì)算方式。其中，GPU就是CCIX聯(lián)盟所說的加速器。而這個(gè)加速器，除了GPU之外，也可以是DSP、FPGA等芯片中的一種或者幾種。 異構(gòu)計(jì)算是將不同架構(gòu)的中央處理器CPU（Central Processing Unit）、圖形處理器GPU （Graphics Processing Unit）、數(shù)字信號(hào)處理器DSP（Digital Signal Processor）和FPGA（Field Programmable Gate Array）等特定硬件加速單元依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有機(jī)內(nèi)在融合在一顆芯片上，不同異構(gòu)內(nèi)核之間實(shí)現(xiàn)協(xié)同計(jì)算。 從上世紀(jì)70年代Intel推出第一款處理器到現(xiàn)在，芯片架構(gòu)歷經(jīng)單核、同構(gòu)多核等不同時(shí)期，當(dāng)前正邁向異構(gòu)多核時(shí)代。伴隨并行度提高，同構(gòu)系統(tǒng)處理器核間的并行冗余越來越大，不可并行任務(wù)協(xié)調(diào)工作越來越多，導(dǎo)致系統(tǒng)性能增幅隨冗余增大接近飽和。異構(gòu)多核芯片的創(chuàng)新涉及軟硬件等深層次創(chuàng)新融合與突破，是普適計(jì)算領(lǐng)域的新熱點(diǎn)，也是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新拐點(diǎn)。 異構(gòu)計(jì)算能夠消除同構(gòu)計(jì)算時(shí)CPU、GPU、DSP之間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，大大提升計(jì)算效率，并且以良好的性能協(xié)同支持圖形處理、信息通信、人工智能、大數(shù)據(jù)等多領(lǐng)域應(yīng)用。芯片級(jí)異構(gòu)計(jì)算已經(jīng)成為解決計(jì)算與效能瓶頸的主流技術(shù)之一，是高性能計(jì)算、商業(yè)計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算等應(yīng)用發(fā)展的必然選擇。 但是，作為新興技術(shù)，從編程方式、軟硬件架構(gòu)到生態(tài)系統(tǒng)，異構(gòu)計(jì)算也面臨著許多問題和挑戰(zhàn)。為了建立完善的軟硬件體系來支撐全新異構(gòu)計(jì)算體系，進(jìn)而解決生態(tài)問題，使下游產(chǎn)業(yè)鏈用戶主動(dòng)采用異構(gòu)計(jì)算技術(shù)，AMD、高通、ARM、三星、北京華夏芯等成立了全球異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)HSA（Heterogeneous Syste Architecture）聯(lián)盟，IBM、Google、英偉達(dá)等成立了OpenPOWER聯(lián)盟，Intel則自成體系。 到底誰(shuí)不帶誰(shuí)玩？ Intel公司異構(gòu)計(jì)算體系主要為其自身系列產(chǎn)品和服務(wù)使用，在PC與高性能移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯;HSA是完全開放的異構(gòu)計(jì)算聯(lián)盟，由于ARM、高通、三星等巨頭參與，在高性能移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域處于擁有顯著優(yōu)勢(shì);OpenPOWER聯(lián)盟以IBM POWER芯片架構(gòu)技術(shù)為基礎(chǔ)，成立時(shí)間最晚，主要面向高性能計(jì)算領(lǐng)域應(yīng)用。 毫無疑問，基于統(tǒng)一編程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，能大幅減小軟件開發(fā)編程難度、降低產(chǎn)品研制和維護(hù)成本，七巨頭成立CCIX聯(lián)盟的目的也在于此。但是，英特爾、英偉達(dá)作為異構(gòu)計(jì)算的主力企業(yè)，為何沒有參與？ 先看看英特爾。基于其工藝、技術(shù)的先進(jìn)性，在PC領(lǐng)域已向異構(gòu)計(jì)算技術(shù)路徑發(fā)展，目前已有CPU和GPU構(gòu)成的片間異構(gòu)和X86加SSE（Streaming SIMD Extensions）DSP的片內(nèi)異構(gòu)產(chǎn)品，并擇機(jī)向智能終端等移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域拓展。特別需要提出的是，英特爾公司在2015年6月以167億美元收購(gòu)全球第二大FPGA公司Altera，成為目前全球唯一具備在片內(nèi)實(shí)現(xiàn)CPU+GPU+DSP+FPGA異構(gòu)能力的公司。 再看看英偉達(dá)。從聚焦游戲芯片，到轉(zhuǎn)變思路進(jìn)軍人工智能和VR等新興領(lǐng)域，坐擁和IBM聯(lián)合開發(fā)的NV Link技術(shù)，英偉達(dá)一時(shí)風(fēng)光無限，早已不再是幾年前模樣。 可以說，英特爾、英偉達(dá)都已經(jīng)有了自家的解決方案，完全不需要加入CCIX這樣的開放性聯(lián)盟，與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分享獨(dú)門秘籍。由此，已經(jīng)很難判斷，CCIX聯(lián)盟未能邀得英特爾、英偉達(dá)的加入，抑或是聯(lián)盟的成立，即是七巨頭以對(duì)抗英特爾、英偉達(dá)為初衷。 我國(guó)高端芯片趕超的切入點(diǎn) 異構(gòu)計(jì)算是當(dāng)前芯片技術(shù)與產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的重大創(chuàng)新拐點(diǎn)，異構(gòu)計(jì)算的理念、開放式架構(gòu)、軟硬件融合等模式將深刻影響全球范圍內(nèi)信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展。異構(gòu)計(jì)算相關(guān)技術(shù)將成為我國(guó)高端芯片取得根本性突破的重要彎道超越機(jī)遇，也是抓好電子信息領(lǐng)域核心技術(shù)設(shè)備戰(zhàn)略布局工作的一個(gè)重要切入點(diǎn)，我國(guó)絕對(duì)不能錯(cuò)過。 近二十年來，我國(guó)開展了多個(gè)核心處理器研究項(xiàng)目，取得了包括龍芯、申威、飛騰、眾志、兆芯、中晟宏芯等一系列國(guó)產(chǎn)處理器成果，覆蓋了幾乎國(guó)際上所有主流、非主流的指令架構(gòu)。但是，這些成果主要集中在傳統(tǒng)的同構(gòu)計(jì)算處理器領(lǐng)域。 目前，我國(guó)除華夏芯、華為和江南計(jì)算技術(shù)研究所（總參56所）外，尚無其他從事完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的異構(gòu)多核芯片設(shè)計(jì)公司。其中，華為主要以ARM異構(gòu)計(jì)算處理器核為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)異構(gòu)計(jì)算芯片和下游產(chǎn)品。江南計(jì)算技術(shù)研究所研制了“申威-3”高性能異構(gòu)眾核處理器，是國(guó)際上首款萬(wàn)億次片上融合異構(gòu)眾核處理器，成功應(yīng)用于“神州VI”超級(jí)計(jì)算機(jī)。華夏芯公司設(shè)計(jì)的CPU+GPU+DSP芯片IP核平臺(tái)，從指令集、微架構(gòu)到工具鏈具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在高性能移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位。 異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)分工細(xì)，在專用領(lǐng)域技術(shù)門檻高，創(chuàng)新空間大，這些特征非常有利于相關(guān)企業(yè)和研究單位的共同參與，發(fā)揮我國(guó)在軟件應(yīng)用與集成電路定制芯片方面的群體優(yōu)勢(shì)，提升異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)在全球的份額和地位。我國(guó)應(yīng)積極籌建新一代異構(gòu)多核計(jì)算芯片產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，打造有利于我國(guó)自主發(fā)展和主導(dǎo)的國(guó)際化生態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)。 |
