黄乐天:异构计算的统一开发平台是决胜关键

正所谓躬逢盛世,如今的异构计算已然大行其道。由于异构计算可全面适合AI和大数据时代处理海量数据的需求,近年来发展极为迅速,成为数据中心、智能手机、5G、智能驾驶等应用领域的主流芯片架构。

诚然,这些应用对异构计算的性能、功耗、开发环境等的需求与往昔亦不可同日而语,要让异构计算走向更广阔的应用,还有诸多难题需要产业界与学界合力化解。

诸如异构计算的实现需要哪些配套技术的支撑、新算力时代异构计算的突破之道等等话题,已然引发了产业链的热议和思考。围绕这些话题,7月17日,在第十期“集微龙门阵”上,以“异构计算带来智能互联的下一个黄金十年”为主题,电子科技大学电子科学与工程学院副教授黄乐天发表了精彩的观点。黄乐天教授以计算机系统架构与系统级芯片设计为主要研究方向,在论文发表、专利申请、著作出版、承担国家级科研项目项目等层面均有所建树

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需统一开发环境支撑

异构计算的历史亦如潺潺小波,自有其源头与去向。

黄乐天提及,以往的嵌入式系统设计就一直是异构的,而之所以目前异构计算受到青睐,是因为以往增加通用计算效能的技术路线已无法再继续前进,无论是单核突破还是多核的堆叠。因而,异构计算的概念从嵌入式系统相对专用/封闭的市场走向更为通用的领域。

而通用则意味着开放,进阶的异构计算要承载多种应用并不断升级,显然是一大系统工程。黄乐天对此直言,异构计算应从工艺、封装、架构、软件的垂直整合入手,提供一个整体的解决方案,特别是要在硬件设计和开发环境上下工夫

“一要考虑架构设计中一些关键计算单元如何耦合,包括数据如何有效通信和传输。现在很多时候计算实现了加速,但数据、存储跟不上,反而造成了计算能力的下降。二是缺乏一个统一开发模型。目前异构计算的最大问题是能否满足普惠性的编程或开发模式,否则不能称其为异构,而只能是嵌入式系统或专用SoC。因而,统一的、通用的开发环境和编程平台将决定异构计算技术能否突破,成为更普适的技术。”黄乐天强调说。

从现状来看,目前业界采用诸如OpenCL等方法,但使用难度或者门槛依然不低。黄乐天指出,这需要对底层硬件更了解,才能更好的开发和部署。在这种情况下推广、应用仍会造成一些问题,不能很好地支撑异构计算下一代技术的到来。因而,在开发环境和平台上业界应该做更多的探索,实现多种技术在统一平台开发上的融合,这是关键

将改变行业行态

围绕异构计算的底层架构,新一轮比拼已经展开,无论是通用处理器、FPGA、GPU等通用器件,还是有种xPU等领域专用处理器或加速器,各方势力的拼杀已在暗潮涌动。

由此也引发了一个“核心”命题,即针对不同应用,架构的通用化很难实现。“面向特定应用的优化,存在应用与架构相互匹配的问题。搭建一个统一架构不太现实,比较现实的是开发架构虚拟原型,由应用驱动得到一个架构,然后再去制造符合架构的计算平台,最后实现架构与应用的统一。这种技术未来有可能作为异构计算贯穿拉通的技术基础。”黄乐天分析说。

依照这一发展路径,黄乐天还判断,未来异构计算很难突然爆发式增长,但会慢慢地渗透到各种应用中,然后改变一些应用的形态,甚至是底层逻辑

围绕异构计算,产业链的价值重构正在发生。黄乐天最后表示,类似于短视频、万物互联所需的微服务器等新需求,对低延迟、低功耗、高算力的特定运算类型要采用最适合的异构计算架构,在这种情况下会产生一些新的技术路线或方案。因而,在技术渗透性上来说将会改变行业形态,创造一些新的工作机会和领域,也将催生一些创业类公司以及底层技术方案商的成长

(校对/kaka)

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