英特爾首提“超異構計算”,加速數字經濟落地

時間:2019-03-31

雷鋒網按:隨著5G通訊、大數據、雲計算、人工智能等技術的發展,我們正邁向一個萬物互聯的智能化社會,這一轉變過程中,數據即將成為未來社會的核心驅動力。目前,數據產生的速度和規模,遠遠超過了現有設備的處理和計算能力。未來更加多樣化的數據形態和計算場景,如何釋放數據紅利,對計算力提出了更高要求。

然而,芯片所具備的處理能力與針對不同形態數據的處理能力是完全不一樣的,因此從處理、傳輸、到存儲都需要更大的創新和革命。在眼下這場數字化、智能化變革面前,英特爾所圖的不僅僅是傳統的PC市場,還要向數據中心、移動、AI、物聯網等諸多市場擴展。

前不久,英特爾在北京召開了2019英特爾中國媒體紛享會,這也是新任CEO Robert Swan上任之後的首場國內媒體見面會。會上,英特爾將整體戰略的風向標定為“生產世界一流的半導體;引領AI與智能革命;成為領先的端到端平臺提供商;不懈追求卓越運營和效率”,為未來一年英特爾在中國的發展定下基調。

全方位計算創新

偉人云,“與天奮鬥,其樂無窮;與地奮鬥,其樂無窮;與人奮鬥,其樂無窮”,對英特爾而言,推動新制程可謂與天奮鬥,研發新架構可謂與地奮鬥,而這與人奮鬥,所指的卻不是與AMD長達十幾年的競爭,而是在穩坐江山時脫胎換骨。

存在於回憶殺裡的那個英特爾,更多的是一家單純的PC處理器公司,然而英特爾公司全球副總裁兼中國區總裁楊旭表示,英特爾已從過去的以晶體管為中心堅決地轉向以數據為中心,並將“萬物互聯”定為未來發展趨勢。

無論是之前的架構日、CES大展還是這次的紛享會,英特爾一直在著重介紹其聚焦於六個工程領域的全新技術戰略,即:製程、架構、內存、互連、安全、軟件。

英特爾中國研究院院長宋繼強指出,任何單一的因素,都不足以滿足多元化的計算需求。“面向未來,英特爾全方位推動計算創新,引領‘超異構計算’時代。以六大技術支柱帶來的指數級創新,將是英特爾未來的驅動力。”

這六個技術支柱是環環嵌套的關係,通過超異構計算,英特爾可以集成不同架構、不同製程、3D封裝、互連和OneAPI等技術創新,為客戶提供更多的靈活性和更快的產品上市時間,全方位推動計算創新發展。

當然在此次公佈的戰略中,“生產世界一流的半導體”仍然名列榜首,毫無疑問英特爾最強勢的還是半導體產品,最內層製程和封裝是製造芯片最基本的技術。宋繼強表示,製程工藝不斷向更高的晶體管密度發展,為芯片帶來更強的性能和更低的功耗。擁有領先的製程技術,仍是構建領先產品的關鍵。

敢問“超”在何方?

其實異構計算也並非什麼新概念,只要是通過不同架構的處理單元去完成同一個任務的產品,都可以成為是異構計算。據雷鋒網瞭解,早在80年代開始就有如SoC等各種異構處理器的設計。

所謂“超異構計算”,“超”就超在可以把很多現有的、不同節點上已經驗證得挺好的晶片集成在一個封裝裡。

宋繼強解釋道,以往的異構形式,如SoC是把不同的IP核放在一個芯片裡,其好處是最終芯片的性能功耗比最優,但要花上十幾個月時間以及大量研發經費來開發,這就要求設計人員對應用場景的理解一定夠深,且產品的靈活度不高,如果需求有變動,就要再等一個研發週期。

另外一類靈活度較高的是板卡級集成,比如有一塊CPU主板,加上FPGA版或DSP板,也是異構。但是板卡級集成的弱點是體積大,板之間連接的功耗和帶寬都不是最優,在現在這個數據種類非常多樣的環境下,需要整合很多塊板卡,體積和功耗更難控制。

而超異構計算以製程工藝以先進的封裝技術作為基底,以Foveros 3D封裝技術為例,能夠把多種不同的完整晶片封裝在一起,設計將會更多樣、更靈活,且晶片間的互聯帶寬接近片內互聯,遠高於SIP這類板級封裝所用的外部總線,可以更好地發揮異構功效。

值得關注的是,異構碰到的最大瓶頸恰恰是如何實現沒有障礙的互相連通。宋繼強透露,英特爾除使用自己的架構設計和晶片外,也將開放諸如CXL這樣的互聯接口,可以於其他廠家的產品更好的封裝在一起。

“Foveros 3D封裝技術既快又靈活,成本上一定比板集組合便宜很多,說不定比SoC還要更便宜,”宋繼強表示,“SoC整顆芯片使用同一種工藝打造,可能並不便宜,而Foveros 3D封裝技術支持各晶片使用各自最適合、最經濟的工藝。”

以架構創新為主導

在摩爾定律的指引下,英特爾在半導體市場上的領導地位似乎從未曾動搖過。毫無疑問,客戶始終希望以同樣的錢得到越來越好的性能,CMOS的微縮至少在十年內還是會繼續進行下去,但隨著技術難度的挑戰越來越高,需要投入的資源會越來越高,必然會導致整個成本上升,如何才能發揮摩爾定律的經濟效益?

據宋繼強透露,英特爾將架構創新作為未來十年創新的主要驅動力,繼續帶來指數級的擴展效應。當然,這裡所說的架構,不單單是指CPU內核的設計,也涵蓋了整個計算產品從硬件到軟件的所有構成。

在存儲方面,大容量&高速的存儲系統對於下一代計算產品至關重要,然而面對不斷呈指數增長的計算需求,內存一直以來僅以線性速率增長。一方面,內存帶寬限制會影響數據管道的運行速度,另一方面,在當前的存儲子系統基礎架構中,依然有兩層空白需要填補,這需要更換慢速旋轉介質來解決這一問題。

傳統的存儲子系統分為三級,CPU內部的緩存最快,其次是能被CPU直接訪問的內存,再次是不被直接訪問的外部存儲,三級之間的速度差大至百倍到千倍。如果未來計算需要非常大數據的存儲和訪問,這樣的速度差嚴重影響性能。

英特爾亞太研發有限公司總經理盧炬盧炬向雷鋒網介紹,英特爾通過在緩存和DRAM之間插入封裝內存,在DRAM和外部存儲之間插入傲騰內存和固態盤,重塑內存層級結構,使得兩層之間的速度差只有十倍左右,形成非常平滑的存儲結構,消除數據瓶頸,這對提高未來系統性能非常重要。

同時,在多樣化的計算時代,不僅需要強大的處理器,更要有一整套完善的軟件來發揮它們,有了新硬件,再通過軟件優化,通常可以給到一百倍以上的加速,如Skylake通過軟硬件集合優化以後,AI推理性能可以提高275倍之多。

如何讓開發者非常方便的使用這些成果呢?盧炬給出的解決方案是“oneAPI”。用戶只需學習一套開發接口,就可以很容易的使用加速功能和不同的架構之間的優勢,是用來釋放更多異構軟件之間的性能非常重要的方式。

深化轉型,加速數字經濟落地

隨著數據量的爆發,基於數據的新產品、新應用、新服務不斷產生。企業要抓住數字經濟的新機遇,從數據中開發價值,這不斷催生出多樣化的客戶應用需求。

以數據為中心,英特爾的轉型不斷深化。2018財年,英特爾營收突破700億美元,其中以數據為中心的業務佔比達到48%。

英特爾將智能互聯科技應用到各行各業的實際需求中,跟客戶一起充分地釋放數據紅利,共同開發數字經濟的未來新機遇。

“AI和5G將成為技術基礎設施,用戶對計算多元化提出了更高要求,客戶正在積極佈局雲到端。”英特爾公司市場營銷集團副總裁兼中國區總經理王銳談到,“英特爾以數據為中心的產品組合正在不斷擴展,把六大技術支柱的戰略落實在從雲到端的全線產品中,支持客戶從雲到端更快地傳輸數據、存儲更多的數據、處理一切數據,加速數字經濟落地。”

據悉,英特爾將推出一系列10納米產品,從面向新型移動PC客戶端的Lakefield平臺,到專門面向5G無線接入和邊緣計算的網絡系統芯片Snow Ridge,再到雲端的Ice Lake處理器,從雲到端全覆蓋。

與此同時,英特爾還將整合計算、存儲和網絡技術資源,結合軟件技術形成強大的產品組合,針對客戶需求實現平臺化的解決方案。比如CPU處理器和內存、存儲的整合解決方案,進一步提升客戶的反應能力;CPU+Movidius+OpenVINO的軟硬件組合,在邊緣端加速推理。

此外,英特爾還與產業生態攜手,推動整個產業鏈的創新,例如開放Thunderbolt 3協議,推廣自動駕駛安全框架(RSS),成立AI應用實驗室和實施AI未來先鋒計劃,合作建設FPGA中國創新中心,聯合發起成立開放數據中心聯盟、CXL開放合作聯盟、邊緣計算產業聯盟,以及共推5G統一標準落地。

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