超高效異構計算標準體系呼之欲出

　　8月1日，2018中國異構系統架構標準(CSH)暨全球異構系統架構標準(HSA CRC)研討會在威海召開，探索合作共建下一代超高效異構計算標準體系。

       據了解，本次會議是由中國電子技術標準研究院、全球異構系統架構聯盟中國區域委員會(HSA CRC)主辦，中國異構系統架構標準工作組(CSH)、華夏芯(北京)通用處理器技術有限公司、工業和信息化部威海電子信息技術綜合研究中心等單位共同承辦。來自HSA聯盟會員單位、中國異構系統架構標準工作組成員單位、相關高校、科研院所及企事業單位的數十名專家學者出席了本次會議。

      會上，與會專家和代表就今年上半年的標準制訂工作做了總結，深刻剖析了當前工作中遇到的主要挑戰和機遇，提出了一系列有見地的改進方法和思路。共同審議了人工智能異構計算系統評估基準的技術提案、下一代并行指令架構(即可變長矢量指令集和可變尺度多維張量指令集)技術提案、新一代異構計算芯片集成要素之間的網絡互聯技術提案、新一代異構計算芯片平臺的片上信息安全與系統防護技術提案。

     本次會議重點就在異構架構標準框架下，人工智能在視頻圖像領域、并行計算、軟件定義無線電領域、片上及板上互連與安全等領域的若干新增標準提案進行了審議。此外，本次會議的專家學者還探討了美國電子復興五年計劃中涉及的與架構相關的兩個計劃：SDH(Software Defined Hardware，軟件定義硬件)和DSSoC(Domain Specific System on Chip ，特定域片上系統)。需要指出的是，DSSoC的Phase 0是在HSA異構系統架構標準基礎上構建的，其目標是設計一個可編程框架，讓開發人員可以輕松地混合和匹配ASIC、CPU以及GPU等不同處理單元。

     根據當前全球半導體及芯片設計領域出現的最新發展動向和熱點需求，標準組對下半年工作規劃進行了相應調整和加強。與會專家圍繞新一代超高效異構計算標準形成以下共識：建立以變尺度廣義張量計算(可變長矢量計算，可變尺度多維度張量計算等)為基礎的并行和專用指令架構，建立以多層次、緊耦合、安全可靠為屬性的片上互聯和板上互聯體系，建立以安全執行環境為基準的全方位的片上和板上信息安全和系統防護體系，增補成立以新一代超高效異構計算為基礎的未來軟件無線電(NGSR)標準工作組，預備公開發布“人工智能異構計算系統性能評估基準”，醞釀成立知識產權工作組。

    與會代表還討論了將于今年9月份在上海召開的全球異構計算峰會的組織和籌備情況，該活動作為2018世界人工智能大會的主題論壇之一，將于9月19日在上海國際會議中心舉行。

    近年來，人工智能發展的首要瓶頸是如何有效滿足呈幾何級增長的算力需求。根據人工智能非營利組織OpenAI最新的分析，人工智能訓練任務所需求的算力每3.43個月就會翻倍，大大超越了摩爾定律(每18個月芯片的性能翻一倍)給出的預測。在過去相當長的一段時間里，算力的增加大致遵循摩爾定律并主要依賴工藝的進步。在進入“后摩爾定律”時代之后，芯片架構的創新成為算力增加的另外一個重要的推手。從去年開始，異構計算成為包括DARPA(美國國防高級研究計劃局)、Intel(英特爾)在內的政府機構和業界巨頭關注的焦點。

    異構計算是在芯片設計時將各種傳統與創新的處理單元進行內在的融合，支持包括通用處理器、專用處理器、硬件加速器、可編程器件(FPGA)、存儲器、網絡通信和輸入/輸出(I/O)等多種異構處理單元在領域專用系統芯片層面上的快速集成。Intel CTO Mike Mayberry認為，在大數據時代，海量和不同類型的數據處理需要快速集成現有和創新的計算架構。Intel致力于提供更有效的異構設計芯片產品，并縮短推向市場的時間。毫無疑問，在傳統芯片架構向異構計算演進、軟硬件生態面臨顛覆性變革之際，集合行業資源建立產業聯盟，通過建立標準規范支持開放、眾創、共贏的異構生態體系將成為全球異構計算發展進程中非常重要的一環。

    “中國異構計算標準”是中國在超效能異構計算芯片領域的首批行業標準研究項目，其目標是通過行業產、學、研、用各方共建異構計算為核心的協同創新、技術攻關平臺，以及知識產權、設計標準規范等資源合作共享機制，積極推動新一代異構計算產業在我國的產業化發展。