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來源：中國電子報 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（針對加速器的緩存一致性互聯）聯盟，致力于推動統一的異構計算加速器標準。 目前，全球異構計算領域呈現三足鼎立的態勢，分別是以AMD、高通、ARM、三星、北京華夏芯等為主體的全球異構計算系統HSA（Heterogeneous System Architecture）聯盟，以IBM、Google、英偉達為主體的OpenPOWER聯盟和Intel主導的異構計算體系。 新聯盟CCIX成立意欲為何？ 異構計算是信息技術新拐點 CPU+GPU，是我們熟知的一種異構計算方式。其中，GPU就是CCIX聯盟所說的加速器。而這個加速器，除了GPU之外，也可以是DSP、FPGA等芯片中的一種或者幾種。 異構計算是將不同架構的中央處理器CPU（Central Processing Unit）、圖形處理器GPU （Graphics Processing Unit）、數字信號處理器DSP（Digital Signal Processor）和FPGA（Field Programmable Gate Array）等特定硬件加速單元依據相關技術標準和規范有機內在融合在一顆芯片上，不同異構內核之間實現協同計算。 從上世紀70年代Intel推出第一款處理器到現在，芯片架構歷經單核、同構多核等不同時期，當前正邁向異構多核時代。伴隨并行度提高，同構系統處理器核間的并行冗余越來越大，不可并行任務協調工作越來越多，導致系統性能增幅隨冗余增大接近飽和。異構多核芯片的創新涉及軟硬件等深層次創新融合與突破，是普適計算領域的新熱點，也是信息產業發展的新拐點。 異構計算能夠消除同構計算時CPU、GPU、DSP之間數據傳輸時間，大大提升計算效率，并且以良好的性能協同支持圖形處理、信息通信、人工智能、大數據等多領域應用。芯片級異構計算已經成為解決計算與效能瓶頸的主流技術之一，是高性能計算、商業計算、移動計算等應用發展的必然選擇。 但是，作為新興技術，從編程方式、軟硬件架構到生態系統，異構計算也面臨著許多問題和挑戰。為了建立完善的軟硬件體系來支撐全新異構計算體系，進而解決生態問題，使下游產業鏈用戶主動采用異構計算技術，AMD、高通、ARM、三星、北京華夏芯等成立了全球異構計算系統HSA（Heterogeneous Syste Architecture）聯盟，IBM、Google、英偉達等成立了OpenPOWER聯盟，Intel則自成體系。 到底誰不帶誰玩？ Intel公司異構計算體系主要為其自身系列產品和服務使用，在PC與高性能移動計算領域優勢明顯;HSA是完全開放的異構計算聯盟，由于ARM、高通、三星等巨頭參與，在高性能移動計算領域處于擁有顯著優勢;OpenPOWER聯盟以IBM POWER芯片架構技術為基礎，成立時間最晚，主要面向高性能計算領域應用。 毫無疑問，基于統一編程規范和標準，能大幅減小軟件開發編程難度、降低產品研制和維護成本，七巨頭成立CCIX聯盟的目的也在于此。但是，英特爾、英偉達作為異構計算的主力企業，為何沒有參與？ 先看看英特爾。基于其工藝、技術的先進性，在PC領域已向異構計算技術路徑發展，目前已有CPU和GPU構成的片間異構和X86加SSE（Streaming SIMD Extensions）DSP的片內異構產品，并擇機向智能終端等移動計算領域拓展。特別需要提出的是，英特爾公司在2015年6月以167億美元收購全球第二大FPGA公司Altera，成為目前全球唯一具備在片內實現CPU+GPU+DSP+FPGA異構能力的公司。 再看看英偉達。從聚焦游戲芯片，到轉變思路進軍人工智能和VR等新興領域，坐擁和IBM聯合開發的NV Link技術，英偉達一時風光無限，早已不再是幾年前模樣。 可以說，英特爾、英偉達都已經有了自家的解決方案，完全不需要加入CCIX這樣的開放性聯盟，與競爭對手分享獨門秘籍。由此，已經很難判斷，CCIX聯盟未能邀得英特爾、英偉達的加入，抑或是聯盟的成立，即是七巨頭以對抗英特爾、英偉達為初衷。 我國高端芯片趕超的切入點 異構計算是當前芯片技術與產業出現的重大創新拐點，異構計算的理念、開放式架構、軟硬件融合等模式將深刻影響全球范圍內信息技術與產業未來的發展。異構計算相關技術將成為我國高端芯片取得根本性突破的重要彎道超越機遇，也是抓好電子信息領域核心技術設備戰略布局工作的一個重要切入點，我國絕對不能錯過。 近二十年來，我國開展了多個核心處理器研究項目，取得了包括龍芯、申威、飛騰、眾志、兆芯、中晟宏芯等一系列國產處理器成果，覆蓋了幾乎國際上所有主流、非主流的指令架構。但是，這些成果主要集中在傳統的同構計算處理器領域。 目前，我國除華夏芯、華為和江南計算技術研究所（總參56所）外，尚無其他從事完全自主知識產權的異構多核芯片設計公司。其中，華為主要以ARM異構計算處理器核為基礎設計異構計算芯片和下游產品。江南計算技術研究所研制了“申威-3”高性能異構眾核處理器，是國際上首款萬億次片上融合異構眾核處理器，成功應用于“神州VI”超級計算機。華夏芯公司設計的CPU+GPU+DSP芯片IP核平臺，從指令集、微架構到工具鏈具有完全自主知識產權，在高性能移動計算領域處于國際領先地位。 異構計算產業分工細，在專用領域技術門檻高，創新空間大，這些特征非常有利于相關企業和研究單位的共同參與，發揮我國在軟件應用與集成電路定制芯片方面的群體優勢，提升異構計算產業在全球的份額和地位。我國應積極籌建新一代異構多核計算芯片產業聯盟，打造有利于我國自主發展和主導的國際化生態應用系統。 |
