“CPU+”异构计算时代,华夏芯通过HSA抢占高地

  作者:王莹 时间:2016-08-29来源:电子产品世界

IP领域的黑马

  又一家本土处理器厂商——华夏芯脱颖而出!8月22-23日,“2016年全球异构计算HSA峰会”在京举办。华夏芯(北京)通用处理器技术有限公司是本次峰会的主办单位之一。与会者注意到,HSA(异构系统架构)联盟的主席John Glossner博士来自华夏芯,同时担任其美国分部的首席执行官。

  现在计算领域的热门技术之一是异构计算,很多公司也正从做产品扩展到营造生态系统上。华夏芯抓住了技术和市场机遇,推出了融CPU、DSP和IVP(图像和视频处理器)等为一体的IP核。这匹黑马从何而来,将如何进军多核异构计算领域?为此,《电子产品世界》在参加会议之余采访了华夏芯首席执行官李科奕先生。

主攻异构多核处理器IP

  华夏芯是异构多核处理器IP核供应商,拥有全套完整自主知识产权的指令集、微架构和工具链,拥有多项基础核心专利,基本形成知识产权保护门槛。公司在北京、美国等地设有研发中心。

从CPU到“CPU+”时代

  华夏芯有个高起点——“CPU+”的多核异构计算。李科奕先生指出,我们现在面临的不仅仅是一项单一的技术,而是“CPU+”新时代的来临。这个新时代需要更强大的计算能力,更加严苛的功耗要求,更加方便使用,开发团队更小,产品进入市场时间更快。这是一个从应用到软件、硬件、标准的全方位改变。因此,必然要求CPU与更为擅长并行计算的GPU、DSP、FPGA、ASIC等各种计算单元的深度融合。异构计算是当前国际处理器发展的必然趋势,“CPU+”时代已经呼之欲出。

  对于“CPU+”,如果华夏芯单靠一己之力去打天下,恐怕很难成功。因此,需要借助HSA。HSA的定位是建立一个团结产业链上下游的商业模式,用“CPU+”来取代现在的传统的CPU集成。未来,随着半导体工艺的进一步提升,基于这种模式的“CPU+”芯片将成为应用广泛的处理器平台。

  HSA标准的优点在于,以高效的方式实现了CPU、GPU、DSP等计算单元之间的协同运算,从而大大提高了系统的处理性能并降低了功耗。而华夏芯在自主指令集与HSA标准衔接方面,具有更高的工作效率,从而使芯片能表现出更优越的性能。

  因此,基于华夏芯IP的处理器和SoC不论是计算能力,还是功耗,在应用上都具有一定的优势,尤其适合深度学习、机器视觉、自动控制、无人驾驶、VR/AR等方面的各种应用。

  华夏芯提供CPU+DSP+IVP“Unity”通用处理器和领域专用处理器的IP核产品、IP深度定制以及SoC芯片集成设计服务。

  此次发布的64位CPU高性能处理器IP核基于华夏芯全自主核心技术,且符合HSA标准,与支持HSA厂商的软硬件系统严格兼容。

HSA和其他计算架构的互操作性

  全球做异构计算的主要有三大阵营,除了HSA,还有英特尔和IBM POWER都实力强大。三者的关系如何,是否有互操作性?

  “HSA是完全开放的。”李科奕先生分析道。相对来说,英特尔阵营是完全封闭的,因为它是世界上唯一一家有能力什么都做的公司。中国企业较难跟英特尔合作,因为英特尔在市场和技术上的垄断性,很难和它共同制定一个平等的游戏规则。POWER也是一个不错的开放体系,其优势主要在服务器上。

  HSA的第一个优势是覆盖面比较广,从运算量较小的产品到服务器都是开放的。第二个优势是在嵌入式和移动计算领域很强,而这些领域英特尔不太擅长。

  华夏芯提倡或者鼓励中国更多的处理器公司,包括下游厂商一起来加入HSA,就是基于HSA的开放性、生态共建和资源共享。HSA的主席也提到,HSA所有的资源都是免费、共享、开源的,这对中国来说是非常有价值的。

异构的难点

  华夏芯在未来两三年之内主要面向嵌入式、低功耗市场。在该领域,华夏芯拥有比较完整的处理器设计技术。

  在异构计算里碰到的难点,首先就是理解的人不多,尤其缺乏高端领军人才。没有人才就没有话语权,我国跟国际发达国家之间人才储备的差距还是相当大的。此次HSA峰会在北京举办的目的之一就是向国内进一步介绍基于HSA的异构计算。

  其次,仅凭中国少数几家公司是很难能形成异构处理器生态系统的,希望产业界互相理解、支持、合作、协同发展。

与本土处理器形成合力

  那么,华夏芯与本土企业的合作进展如何?中国市场需要这么多的本土处理器种类吗?

  倪光南院士在本次大会上提到,世界上拥有不同指令集的处理器公司都到中国来有所发展,而且不管怎么样都发展得还不错,有的占领市场份额大,有的市场份额小。希望大家能够形成合力,HSA具有跨平台的兼容性,例如有的中国芯片设计单位可以采用华夏芯支持HSA的高性能、低功耗的处理器IP核与其自有的处理器IP核集成设计SOC。

  此外,对于新的颠覆性领域——“CPU+”,大家都在同一条起跑线上。传统CPU时代,我们再努力,也只能是国际垄断巨头的追随者。现在我们能不能抓住机遇?现在除了英特尔有能力整合各种异构计算单元,别的企业都不具备这种能力,我们能做的就是建立联盟,通过联盟一起合作,共建生态系统。因此,华夏芯希望跟所有中国“芯”企业合作,形成一个合力,共同推动中国处理器的发展。

  最后,在处理器领域里,不是说只有大公司才有机会,中小公司也有机会,但一定是在那种颠覆性的领域里才有机会。就像多年前,谁能预知诺基亚手机有一天会倒掉呢?谁会想到英特尔打不进移动市场?安卓最开始也是由小公司发明的。纵观历史,所有重要的跨代创新都是由中小公司最先推动的,例如AMD、ARM。同样,现在华夏芯也在做这种颠覆性技术的研究。

适应性和安全性

  华夏芯全部是自主知识产权,适应性很高。相反,芯片厂商即使获得了国外IP供应商的架构许可,虽然也宣称对客户开放,但是客户如果想进行修改或者优化,例如,增加一条指令,国外厂商可能不会支持这一要求。但是华夏芯所有的处理器IP核都基于自主的指令集、微架构和工具链,完全可以根据客户的需求做深度的定制,支持不同应用的扩展。

  除了适应性,还涉及安全性。很多时候中国有自己的应用场景,特别是在某些涉及信息安全的领域,要符合中国的安全可信机制的时候,就要做一定程度的修改,这时国外厂商能满足这些要求吗?可能挺难的。

发展路线图

  华夏芯目前围绕着嵌入式、低功耗,面向新兴市场,包括无人机、人工智能、机器人、AR/VR等新兴市场。由于这些市场没有垄断,对创新公司是好机遇。华夏芯围绕这些市场推三合一的体系架构(如图1),该架构可以很好地支持新兴市场的图像识别、人工智能等方面的应用。

异构融合

  HSA是一个高层次的融合,它的标准从1.0到1.1,明年将发布的1.2的版本会更好地解决兼容性问题。

  那么,华夏芯和其他公司IP的融合容易吗?答案是肯定的。例如,客户用了其它公司的CPU,只要依托HSA规范,完全可以很方便地采用华夏芯的DSP核和IVP核。华夏芯不仅给客户提供三合一的完整方案,但也不排斥与其他处理器核的融合,相反,华夏芯IP核在异构融合方面保持了比较好的灵活性。

小结

  在“CPU+”时代,不仅仅是来自同一个厂家,应该是不同厂家的产品汇聚在一起。华夏芯基于CPU、DSP、IVP等处理器IP核,通过HSA打造生态系统,希望与国际大厂站在同一舞台上,并盼望有更多的中国“芯”伙伴通过HSA联盟携手合作。

参考文献:

  [1]倪光南.发展自主可控的信息技术和产业.电子产品世界,2015(10):25-26

  [2]李韬.网络处理器芯片的国产化之路.电子产品世界,2015(1)25-27

  [3]郑小龙.国产嵌入式微处理器的探索与开拓 . 电子产品世界,2015(8):20-21

  [4]王莹.龙芯:安全芯片需要真正的自主可控. 电子产品世界,2015(9):17-19

  [5]王莹.兆芯X86 CPU找到党政军蓝海.电子产品世界,2016(7):16-17

本文来源于中国科技期刊《电子产品世界》2016年第8期第15页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。

关键词: 2016年全球异构计算HSA峰会 华夏芯 李科奕 201609

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