異構多核需要廣泛的計算池，開(kāi)放的HSA可幫大忙

　　近日，“2016年全球異構計算HSA峰會(huì )”于8月22-23日在京舉行。會(huì )議由全球異構系統架構(HSA)聯(lián)盟和中國半導體行業(yè)協(xié)會(huì )(CSIA)共同主辦，并得到了網(wǎng)信辦、工信部和北京經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區的大力支持。英國IP公司——Imagination作為HSA的重要成員，做了大會(huì )主題報告。因當年收購MIPS科技公司名噪一時(shí)的Imagination，如今在異構多核時(shí)代和中國市場(chǎng)有何規劃?為此，《電子產(chǎn)品世界》訪(fǎng)問(wèn)了劉國軍先生。

　　HSA為破解多核異構挑戰鋪平道路

　　問(wèn)：您覺(jué)得異構架構面臨的挑戰有哪些?

　　答：首先，我們很難去優(yōu)化和規?；疓PU和CPU的應用，或是從一個(gè)SoC(片上系統)轉移到另一個(gè)SoC上。

　　其次，一致性異構多核處理器的軟件編程模型尚未標準化。即便是標準化了，不同的處理器需要不同的模型，這使得異構的應用不夠靈活，無(wú)法移植。例如你需要在編寫(xiě)應用前決定哪部分是用在GPU上，哪部分是用在DSP上，也許還需要了解你的程序會(huì )用在哪家的DSP、GPU上。

　　再有，我們需要可移植的硬件和驅動(dòng)軟件、常見(jiàn)的應用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境和共享虛擬存儲環(huán)境。

　　還有，異構可移植應用的開(kāi)發(fā)人員生態(tài)尚未形成。

　　最后， 我們不僅需要給軟件開(kāi)發(fā)人員打造一致的架構環(huán)境，還需要讓硬件開(kāi)發(fā)人員可以在該環(huán)境下構建系統。否則異構處理的優(yōu)勢就會(huì )被限制于少量的通用處理器。

　　因此，目前我們正在和HSA基金會(huì )等合作伙伴一起聯(lián)手解決這些問(wèn)題。

　　問(wèn)：貴公司是HSA的發(fā)起者和最主要的開(kāi)發(fā)者之一，如何發(fā)揮貴公司產(chǎn)品在異構計算里的功能?

　　答：例如我們的CPU、GPU，現在要做成虛擬化的功能。虛擬化有兩個(gè)作用。一，提供了異構整合的方便性;二，給下一代的安全方面提供了很好的平臺。我們的目標是要把我們的IP今后做成一個(gè)HSAIP，也就是能夠跟其他廠(chǎng)家的IP整合在一起，形成異構的計算平臺，或者是計算框架。

　　換句話(huà)說(shuō)，如果我們把通訊拆開(kāi)看的話(huà)，您會(huì )看到它是硬件加速器再加上DSP，所以它在某種意義上是一個(gè)計算池。我們是HSA成員，目前正從整體上考慮，努力打造一個(gè)高效的系統，功耗和可擴展性要做到較好的統一。

　　問(wèn)：依您看，相比其他異構陣營(yíng)，HSA的開(kāi)放性怎么樣?

　　答：我們是HSA的成員，最重要的是促進(jìn)開(kāi)放性。您也明白在CPU市場(chǎng)，目前傳統的是英特爾，興起的是ARM，他們都比我們強大得多，所以我們當然更希望開(kāi)放。我們現在做的是更便于去集成，另外是讓全球的大學(xué)生完全擁有開(kāi)源的東西。

　　Imagination的IP發(fā)展計劃

　　問(wèn)：跟其他公司的異構核IP相比，貴公司的異構IP有哪些優(yōu)勢?

　　答：Imagination的IP內核是為了滿(mǎn)足高效率、靈活性和可擴展性的需求所設計的。我們提供各種不同的IP處理器——CPU、圖形和運算GPU、視頻和視覺(jué)處理器和通信處理器。我們正在努力讓客戶(hù)所使用的處理器，是適用于他們的特定任務(wù)的最好的處理器。以下通過(guò)一些例子看看為什么我們的IP是異構處理的理想選擇。

　　我們的64位多線(xiàn)程MIPS I6400 CPU適用于真正的異構處理。從CPU層面來(lái)說(shuō)，它有1-4個(gè)線(xiàn)程，在一個(gè)群集最多有6個(gè)CPU。I6400 CPU可被擴展到64個(gè)群集，超過(guò)1500個(gè)線(xiàn)程。群集里的每個(gè)CPU都可以被單獨管理，對頻率和功率進(jìn)行精細控制。

　　PowerVR Rogue GPU包含適用于通用處理的標量單指令多數據架構(SIMD)，同時(shí)也沒(méi)有忘記使渲染器內核更適合于圖形處理。每個(gè)PowerVR 7XT系列GPU群集都有一個(gè)可擴展的64位浮點(diǎn)協(xié)同處理器，客戶(hù)可以將我們的IP應用在高性能計算中。

　　Ensigma射頻處理單元(RPU)則是用于系統集成。無(wú)線(xiàn)電處理器包括一個(gè)強大的DSP架構，可以處理一個(gè)芯片上的多個(gè)無(wú)線(xiàn)通信標準，包括所有智能電視和無(wú)線(xiàn)電格式，以及802.11Wi-Fi和藍牙標準。

　　視覺(jué)處理系統是Imagination IP的另一個(gè)異構處理應用的例子。在這個(gè)系統中，PowerVR Raptor圖像信號處理器可以發(fā)送元數據給CPU、視頻編碼器或圖像處理器來(lái)加快任務(wù)處理速度。開(kāi)發(fā)人員也可以更有效地在幾個(gè)處理單元中分配計算機視覺(jué)算法，諸如并行任務(wù)的編碼在GPU上運行，而其他算法指令可以同時(shí)在MIPS CPU SIMD架構上運行。

　　可見(jiàn)，正因為Imagination開(kāi)發(fā)設計了這些多樣的處理器和其他IP，用戶(hù)才能徹底檢驗和優(yōu)化用于異構平臺的產(chǎn)品。Imagination的產(chǎn)品和其他供應商的IP被一起應用在許多SoC上，這讓我們對異構集成有著(zhù)深刻的理解，也給了我們特別的能力支持客戶(hù)的開(kāi)發(fā)設計。

　　問(wèn)：貴公司的處理器IP的發(fā)展藍圖是什么?

　　答：我們正在繼續開(kāi)發(fā)新IP內核，著(zhù)重于功耗效率和可擴展性能。

　　我們注意到，市場(chǎng)對異構計算的需求越來(lái)越廣泛，而我們正在開(kāi)發(fā)擁有巨大可擴展性的下一代GPU、多線(xiàn)程的CPU，以及視頻處理加速器等等。這些領(lǐng)域都會(huì )被納入到我們產(chǎn)品未來(lái)發(fā)展藍圖中。

　　作為HSA基金會(huì )的創(chuàng )立者和主要貢獻者之一，在客戶(hù)需要異構系統架構(HSA)時(shí)，我們能提供可用于HSA的部分。我們希望HSA技術(shù)和HSA基金會(huì )開(kāi)發(fā)的技術(shù)會(huì )越來(lái)越重要。同時(shí)，HSA開(kāi)創(chuàng )的技術(shù)如用戶(hù)狀態(tài)隊列、信號和異構緩存一致性將會(huì )成為我們產(chǎn)品的基礎元素，甚至包括部署在非HSA系統中的產(chǎn)品

　　我們的IP使用了實(shí)現兼容HSA系統所必須的技術(shù)，所以我們的客戶(hù)也將成為HSA的一部分，見(jiàn)證異構處理技術(shù)的轉折。

　　ARM被收購，Imagination來(lái)機會(huì )

　　問(wèn)：ARM現在被日本的軟銀公司收購了，這對你們有什么影響嗎?

　　答：我們在全球的競爭對手只有一家——ARM。日本公司購并ARM，對我們可能是個(gè)機會(huì )。因為一個(gè)是客戶(hù)不想一家獨大，另外ARM現在變成了日本公司。

　　首先，即使沒(méi)有購并，任何一個(gè)行業(yè)，如果只有一家獨大的話(huà)，第一客戶(hù)不喜歡;第二不可持續。

　　其次，在購并后，由于軟銀旗下有很多IT的公司、移動(dòng)公司，原來(lái)ARM在劍橋完全獨立的市場(chǎng)定位是不是能持續，這是一個(gè)疑問(wèn)。因為作為IP公司最好是中立、獨立的。第二，可能中國政府不太喜歡一家日本公司掌握我們很多核心的東西，即使日本想從美國購并一家高技術(shù)的公司，美國政府也會(huì )考慮到核心技術(shù)的控制權問(wèn)題。

　　問(wèn)：2013年貴公司收購了MIPS科技公司，這幾年在忙些啥?

　　答：Imagination總部設在英國倫敦，是IP公司。Imagination現在主要有三大支柱。第一個(gè)是GPU，產(chǎn)品叫PowerVR Rogue GPU。很多全球一流的圖形處理產(chǎn)品用到了其GPU，例如蘋(píng)果從電腦到iPAD，采用了magination的GPU內核。

　　第二個(gè)支柱，Imagination曾在2013年購并了ARM的競爭者——MIPS科技公司。MIPS架構是當時(shí)公認的最好的CPU架構之一，擁有完整的生態(tài)系統。但由于A(yíng)RM的生態(tài)系統策略的成功，MIPS科技公司在移動(dòng)產(chǎn)品的市場(chǎng)戰略方面輸給ARM，因此2013年被購并。

　　由于MIPS本身是優(yōu)秀的CPU架構，而且在移動(dòng)以外的其他的幾個(gè)領(lǐng)域，例如數字電視、網(wǎng)絡(luò )、機頂盒等，MIPS到今天依然占據了很大的市場(chǎng)份額。所以購并MIPS以后，公司在CPU的兩個(gè)方向都一直持續地投入研發(fā)，往上走到64位高性能方向，往下就是MCU、低功耗、簡(jiǎn)化結構，特別是將來(lái)小的IoT方向的應用。

　　第三個(gè)支柱，Imagination有WiFi、藍牙、NPU等，是無(wú)線(xiàn)連接和模擬的部分。大家知道移動(dòng)需要無(wú)線(xiàn)連接，此外，智能家居、互聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)等也都少不了無(wú)線(xiàn)連接。Imagination擁有低功耗WiFi和藍牙等IP。

　　中國市場(chǎng)受到厚愛(ài)

　　問(wèn)：Imagination中國業(yè)務(wù)如何?

　　答：中國有五十多人，在上海、北京、深圳設有辦事處。今年2月公司高層進(jìn)行了調整，新的管理層很清楚中國是全球最重要的市場(chǎng)，也是最具有發(fā)展潛力和需要戰略合作伙伴的區域，所以會(huì )在中國增加投入。相比之下，該公司在最近的調整整合動(dòng)作中，其他區域沒(méi)有增加人手，但中國是唯一增加投入,擴大團隊的區域。