異構(gòu)多核需要廣泛的計(jì)算池，開(kāi)放的HSA可幫大忙

—— 訪Imagination公司副總裁兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理劉國(guó)軍

近日，“2016年全球異構(gòu)計(jì)算HSA峰會(huì)”于8月22-23日在京舉行。會(huì)議由全球異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)(HSA)聯(lián)盟和中國(guó)半導(dǎo)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(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的大力支持。英國(guó)IP公司——Imagination作為HSA的重要成員，做了大會(huì)主題報(bào)告。因當(dāng)年收購(gòu)MIPS科技公司名噪一時(shí)的Imagination，如今在異構(gòu)多核時(shí)代和中國(guó)市場(chǎng)有何規(guī)劃?為此，《電子產(chǎn)品世界》訪問(wèn)了劉國(guó)軍先生。

HSA為破解多核異構(gòu)挑戰(zhàn)鋪平道路

問(wèn)：您覺(jué)得異構(gòu)架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)有哪些?

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

其次，一致性異構(gòu)多核處理器的軟件編程模型尚未標(biāo)準(zhǔn)化。即便是標(biāo)準(zhǔn)化了，不同的處理器需要不同的模型，這使得異構(gòu)的應(yīng)用不夠靈活，無(wú)法移植。例如你需要在編寫(xiě)應(yīng)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(qū)動(dòng)軟件、常見(jiàn)的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境和共享虛擬存儲(chǔ)環(huán)境。

還有，異構(gòu)可移植應(yīng)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(gòu)環(huán)境，還需要讓硬件開(kāi)發(fā)人員可以在該環(huán)境下構(gòu)建系統(tǒng)。否則異構(gòu)處理的優(yōu)勢(shì)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(gòu)計(jì)算里的功能?

答：例如我們的CPU、GPU，現(xiàn)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(gòu)整合的方便性;二，給下一代的安全方面提供了很好的平臺(tái)。我們的目標(biāo)是要把我們的IP今后做成一個(gè)HSAIP，也就是能夠跟其他廠家的IP整合在一起，形成異構(gòu)的計(jì)算平臺(tái)，或者是計(jì)算框架。

換句話說(shuō)，如果我們把通訊拆開(kāi)看的話，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(jì)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(tǒng)，功耗和可擴(kuò)展性要做到較好的統(tǒng)一。

問(wèn)：依您看，相比其他異構(gòu)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(tǒng)的是英特爾，興起的是ARM，他們都比我們強(qiáng)大得多，所以我們當(dāng)然更希望開(kāi)放。我們現(xiàn)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(jì)劃

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

答：Imagination的IP內(nèi)核是為了滿足高效率、靈活性和可擴(kuò)展性的需求所設(shè)計(jì)的。我們提供各種不同的IP處理器——CPU、圖形和運(yùn)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(gòu)處理的理想選擇。

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

PowerVR Rogue GPU包含適用于通用處理的標(biāo)量單指令多數(shù)據(jù)架構(gòu)(SIMD)，同時(shí)也沒(méi)有忘記使渲染器內(nèi)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(kuò)展的64位浮點(diǎn)協(xié)同處理器，客戶可以將我們的IP應(yīng)用在高性能計(jì)算中。

Ensigma射頻處理單元(RPU)則是用于系統(tǒng)集成。無(wú)線電處理器包括一個(gè)強(qiáng)大的DSP架構(gòu)，可以處理一個(gè)芯片上的多個(gè)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，包括所有智能電視和無(wú)線電格式，以及802.11Wi-Fi和藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)。

視覺(jué)處理系統(tǒng)是Imagination IP的另一個(gè)異構(gòu)處理應(yīng)用的例子。在這個(gè)系統(tǒng)中，PowerVR Raptor圖像信號(hào)處理器可以發(fā)送元數(shù)據(jù)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(jì)算機(jī)視覺(jué)算法，諸如并行任務(wù)的編碼在GPU上運(yùn)行，而其他算法指令可以同時(shí)在MIPS CPU SIMD架構(gòu)上運(yùn)行。

可見(jiàn)，正因?yàn)镮magination開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了這些多樣的處理器和其他IP，用戶才能徹底檢驗(yàn)和優(yōu)化用于異構(gòu)平臺(tái)的產(chǎn)品。Imagination的產(chǎn)品和其他供應(yīng)商的IP被一起應(yīng)用在許多SoC上，這讓我們對(duì)異構(gòu)集成有著深刻的理解，也給了我們特別的能力支持客戶的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。

問(wèn)：貴公司的處理器IP的發(fā)展藍(lán)圖是什么?

答：我們正在繼續(xù)開(kāi)發(fā)新IP內(nèi)核，著重于功耗效率和可擴(kuò)展性能。