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(lián))聯(lián)盟，致力于推動統(tǒng)一的異構計算加速器標準。
目前，全球異構計算領域呈現(xiàn)三足鼎立的態(tài)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(tǒng)HSA(Heterogeneous System Architecture)聯(lián)盟，以IBM、Google、英偉達為主體的OpenPOWER聯(lián)盟和Intel主導的異構計算體系。
新聯(lián)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(lián)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(shù)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(jù)相關技術標準和規(guī)范有機內在融合在一顆芯片上，不同異構內核之間實現(xiàn)協(xié)同計算。
從上世紀70年代Intel推出第一款處理器到現(xiàn)在，芯片架構歷經(jīng)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(tǒng)處理器核間的并行冗余越來越大，不可并行任務協(xié)調工作越來越多，導致系統(tǒng)性能增幅隨冗余增大接近飽和。異構多核芯片的創(chuàng)新涉及軟硬件等深層次創(chuàng)新融合與突破，是普適計算領域的新熱點，也是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新拐點。
異構計算能夠消除同構計算時CPU、GPU、DSP之間數(shù)據(jù)傳輸時間，大大提升計算效率，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)等多領域應用。芯片級異構計算已經(jīng)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(yè)計算、移動計算等應用發(fā)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(tài)系統(tǒng)，異構計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計算體系，進而解決生態(tài)問題，使下游產(chǎn)業(yè)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(tǒng)HSA(Heterogeneous Syste Architecture)聯(lián)盟，IBM、Google、英偉達等成立了OpenPOWER聯(lián)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(chǎn)品和服務使用，在PC與高性能移動計算領域優(yōu)勢明顯;HSA是完全開放的異構計算聯(lián)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(yōu)勢;OpenPOWER聯(lián)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(tǒng)一編程規(guī)范和標準，能大幅減小軟件開發(fā)編程難度、降低產(chǎn)品研制和維護成本，七巨頭成立CCIX聯(lián)盟的目的也在于此。但是，英特爾、英偉達作為異構計算的主力企業(yè)，為何沒有參與?
先看看英特爾。基于其工藝、技術的先進性，在PC領域已向異構計算技術路徑發(fā)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(chǎn)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(xiàn)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(lián)合開發(fā)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(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，與競爭對手分享獨門秘籍。由此，已經(jīng)很難判斷，CCIX聯(lián)盟未能邀得英特爾、英偉達的加入，抑或是聯(lián)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(chǎn)業(yè)出現(xiàn)的重大創(chuàng)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(chǎn)業(yè)未來的發(fā)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(zhàn)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(chǎn)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(tǒng)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)權，在高性能移動計算領域處于國際領先地位。
異構計算產(chǎn)業(yè)分工細，在專用領域技術門檻高，創(chuàng)新空間大，這些特征非常有利于相關企業(yè)和研究單位的共同參與，發(fā)揮我國在軟件應用與集成電路定制芯片方面的群體優(yōu)勢，提升異構計算產(chǎn)業(yè)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(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，打造有利于我國自主發(fā)展和主導的國際化生態(tài)應用系統(tǒng)。
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