从2022年火爆全球的元宇宙,到今年的ChatGPT,以人工智能为代表的科学技术正在创造出无限的可能,而这背后,离不开算力的强力支撑,这也成为异构计算如何火爆的原因之一。
事实上,异构计算并非新的概念,其早在上世纪 80 年代中期就已经被提出,当时便被认为有着计算能力强、可扩展性好、资源利用率高等特点。随着数据处理技术的不断成熟,以及人工智能技术的飞速发展,异构计算已经成为当前和未来的主要计算方式。
2021年7月,工信部发布《新型数据中心发展三年行动计划》明确提出,推动CPU、GPU等异构算力提升,逐步提高自主研发算力的部署比例,推进新型数据中心算力供应多元化。
虽然异构计算的快速发展给企业创新带来了更加强大的算力支撑,但真正推动异构计算的高速发展和应用落地,笔者认为还需要在以下三个方面做好功课。
一要从底层出发,建立创新框架
目前的异构计算行业,处于群雄争霸的格局。除了诸如英特尔、AMD、NVIDIA等国外的CPU、GPU巨头企业之外,国内也如雨后春笋般的成长出一些DPU、TPU企业。目前,主流的CPU+GPU的异构计算方式虽然已经被应用于各种行业场景当中,但纵观整个异构计算,仍旧没有一家企业能够提供一套具备全套完整自主知识产权。
众所周知,一套具有完整自主知识产权的底层创新体系至关重要,尤其是对于国内企业而言,只有建立这样一套完整的自主知识产权体系,才能彻底摆脱行业巨头的专利限制。
因此,企业必须采用全新的理念来设计核心自主知识产权,建立全新的底层框架,才能在未来的竞争中处于不败之地。
二要软硬件并行,两条腿走路
提到异构计算,更多的人关注底层计算芯片,包括CPU、GPU、DPU等等。
的确,底层计算芯片在异构计算体系中扮演着十分重要的作用,但是,如果只关注底层硬件架构,而忽视软件开发,同样无法推动异构计算的发展。
众年周知,传统异构编程计算任务要在多个供应商提供的不同计算单元上运行,需要熟悉不同计算单元之间数据流的调度、交换和决策机制,这些对于异构计算系统开发者来说,都是门槛很高的难题。一个统一的编程环境可以大幅简化编程复杂度、大幅降低工作量并提升程序运行效率。
以英特尔为例,其不但在硬件上不断完善 CPU、GPU、ASIC、FPGA 领域的产品线, 同时在软件层面持续发力, 并推出了oneAPI软件编程架构,以此来最大化硬件性能。
NVIDIA同样特别注意软硬件的携同开发,不但推出了不同规格的GPU,还发布了CUDA并行计算平台和编程模型,以此来让用户通过利用图形处理器 (GPU) 的处理能力大幅提升计算性能。