人工智能

七巨头欲一统异构计算标准,老玩家英特尔、英伟达去哪了?

作者:赵晨来源:中国电子报、电子信息产业网发布时间:2016-06-12 09:48我要评论

日前,AMD、ARM、Mellanox、华为、IBM、高通和赛灵思七家公司正式宣布,共同成立CCIX(针对加速器的缓存一致性互联)联盟,致力于推动统一的异构计算加速器标准。

目前,全球异构计算领域呈现三足鼎立的态势,分别是以AMD、高通、ARM、三星、北京华夏芯等为主体的全球异构计算系统HSA(Heterogeneous System Architecture)联盟,以IBM、Google、英伟达为主体的OpenPOWER联盟和Intel主导的异构计算体系。

新联盟CCIX成立意欲为何?

异构计算是信息技术新拐点

CPU+GPU,是我们熟知的一种异构计算方式。其中,GPU就是CCIX联盟所说的加速器。而这个加速器,除了GPU之外,也可以是DSP、FPGA等芯片中的一种或者几种。

异构计算是将不同架构的中央处理器CPU(Central Processing Unit)、图形处理器GPU (Graphics Processing Unit)、数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)和FPGA(Field Programmable Gate Array)等特定硬件加速单元依据相关技术标准和规范有机内在融合在一颗芯片上,不同异构内核之间实现协同计算。

从上世纪70年代Intel推出第一款处理器到现在,芯片架构历经单核、同构多核等不同时期,当前正迈向异构多核时代。伴随并行度提高,同构系统处理器核间的并行冗余越来越大,不可并行任务协调工作越来越多,导致系统性能增幅随冗余增大接近饱和。异构多核芯片的创新涉及软硬件等深层次创新融合与突破,是普适计算领域的新热点,也是信息产业发展的新拐点。

异构计算能够消除同构计算时CPU、GPU、DSP之间数据传输时间,大大提升计算效率,并且以良好的性能协同支持图形处理、信息通信、人工智能、大数据等多领域应用。芯片级异构计算已经成为解决计算与效能瓶颈的主流技术之一,是高性能计算、商业计算、移动计算等应用发展的必然选择。

但是,作为新兴技术,从编程方式、软硬件架构到生态系统,异构计算也面临着许多问题和挑战。为了建立完善的软硬件体系来支撑全新异构计算体系,进而解决生态问题,使下游产业链用户主动采用异构计算技术,AMD、高通、ARM、三星、北京华夏芯等成立了全球异构计算系统HSA(Heterogeneous Syste Architecture)联盟,IBM、Google、英伟达等成立了OpenPOWER联盟,Intel则自成体系。

到底谁不带谁玩?

Intel公司异构计算体系主要为其自身系列产品和服务使用,在PC与高性能移动计算领域优势明显;HSA是完全开放的异构计算联盟,由于ARM、高通、三星等巨头参与,在高性能移动计算领域处于拥有显著优势;OpenPOWER联盟以IBM POWER芯片架构技术为基础,成立时间最晚,主要面向高性能计算领域应用。

毫无疑问,基于统一编程规范和标准,能大幅减小软件开发编程难度、降低产品研制和维护成本,七巨头成立CCIX联盟的目的也在于此。但是,英特尔、英伟达作为异构计算的主力企业,为何没有参与?

先看看英特尔。基于其工艺、技术的先进性,在PC领域已向异构计算技术路径发展,目前已有CPU和GPU构成的片间异构和X86加SSE(Streaming SIMD Extensions)DSP的片内异构产品,并择机向智能终端等移动计算领域拓展。特别需要提出的是,英特尔公司在2015年6月以167亿美元收购全球第二大FPGA公司Altera,成为目前全球唯一具备在片内实现CPU+GPU+DSP+FPGA异构能力的公司。

再看看英伟达。从聚焦游戏芯片,到转变思路进军人工智能和VR等新兴领域,坐拥和IBM联合开发的NV Link技术,英伟达一时风光无限,早已不再是几年前模样。

可以说,英特尔、英伟达都已经有了自家的解决方案,完全不需要加入CCIX这样的开放性联盟,与竞争对手分享独门秘籍。由此,已经很难判断,CCIX联盟未能邀得英特尔、英伟达的加入,抑或是联盟的成立,即是七巨头以对抗英特尔、英伟达为初衷。

我国高端芯片赶超的切入点

异构计算是当前芯片技术与产业出现的重大创新拐点,异构计算的理念、开放式架构、软硬件融合等模式将深刻影响全球范围内信息技术与产业未来的发展。异构计算相关技术将成为我国高端芯片取得根本性突破的重要弯道超越机遇,也是抓好电子信息领域核心技术设备战略布局工作的一个重要切入点,我国绝对不能错过。

近二十年来,我国开展了多个核心处理器研究项目,取得了包括龙芯、申威、飞腾、众志、兆芯、中晟宏芯等一系列国产处理器成果,覆盖了几乎国际上所有主流、非主流的指令架构。但是,这些成果主要集中在传统的同构计算处理器领域。

目前,我国除华夏芯、华为和江南计算技术研究所(总参56所)外,尚无其他从事完全自主知识产权的异构多核芯片设计公司。其中,华为主要以ARM异构计算处理器核为基础设计异构计算芯片和下游产品。江南计算技术研究所研制了“申威-3”高性能异构众核处理器,是国际上首款万亿次片上融合异构众核处理器,成功应用于“神州VI”超级计算机。华夏芯公司设计的CPU+GPU+DSP芯片IP核平台,从指令集、微架构到工具链具有完全自主知识产权,在高性能移动计算领域处于国际领先地位。

异构计算产业分工细,在专用领域技术门槛高,创新空间大,这些特征非常有利于相关企业和研究单位的共同参与,发挥我国在软件应用与集成电路定制芯片方面的群体优势,提升异构计算产业在全球的份额和地位。我国应积极筹建新一代异构多核计算芯片产业联盟,打造有利于我国自主发展和主导的国际化生态应用系统。


责任编辑:赵强
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