超高效异构计算标准体系呼之欲出

　　8月1日，2018中国异构系统架构标准（CSH）暨全球异构系统架构标准（HSA CRC）研讨会在威海召开，探索合作共建下一代超高效异构计算标准体系。

　　据了解，本次会议是由中国电子技术标准研究院、全球异构系统架构联盟中国区域委员会（HSA CRC）主办，中国异构系统架构标准工作组（CSH）、华夏芯（北京）通用处理器技术有限公司、工业和信息化部威海电子信息技术综合研究中心等单位共同承办。来自HSA联盟会员单位、中国异构系统架构标准工作组成员单位、相关高校、科研院所及企事业单位的数十名专家学者出席了本次会议。

　　会上，与会专家和代表就今年上半年的标准制订工作做了总结，深刻剖析了当前工作中遇到的主要挑战和机遇，提出了一系列有见地的改进方法和思路。共同审议了人工智能异构计算系统评估基准的技术提案、下一代并行指令架构（即可变长矢量指令集和可变尺度多维张量指令集）技术提案、新一代异构计算芯片集成要素之间的网络互联技术提案、新一代异构计算芯片平台的片上信息安全与系统防护技术提案。

　　本次会议重点就在异构架构标准框架下，人工智能在视频图像领域、并行计算、软件定义无线电领域、片上及板上互连与安全等领域的若干新增标准提案进行了审议。此外，本次会议的专家学者还探讨了美国电子复兴五年计划中涉及的与架构相关的两个计划：SDH（Software Defined Hardware，软件定义硬件）和DSSoC（Domain Specific System on Chip ，特定域片上系统）。需要指出的是，DSSoC的Phase 0是在HSA异构系统架构标准基础上构建的，其目标是设计一个可编程框架，让开发人员可以轻松地混合和匹配ASIC、CPU以及GPU等不同处理单元。

　　根据当前全球半导体及芯片设计领域出现的最新发展动向和热点需求，标准组对下半年工作规划进行了相应调整和加强。与会专家围绕新一代超高效异构计算标准形成以下共识：建立以变尺度广义张量计算（可变长矢量计算，可变尺度多维度张量计算等）为基础的并行和专用指令架构，建立以多层次、紧耦合、安全可靠为属性的片上互联和板上互联体系，建立以安全执行环境为基准的全方位的片上和板上信息安全和系统防护体系，增补成立以新一代超高效异构计算为基础的未来软件无线电（NGSR）标准工作组，预备公开发布“人工智能异构计算系统性能评估基准”，酝酿成立知识产权工作组。

　　与会代表还讨论了将于今年9月份在上海召开的全球异构计算峰会的组织和筹备情况，该活动作为2018世界人工智能大会的主题论坛之一，将于9月19日在上海国际会议中心举行。

　　近年来，人工智能发展的首要瓶颈是如何有效满足呈几何级增长的算力需求。根据人工智能非营利组织OpenAI最新的分析，人工智能训练任务所需求的算力每3.43个月就会翻倍，大大超越了摩尔定律（每18个月芯片的性能翻一倍）给出的预测。在过去相当长的一段时间里，算力的增加大致遵循摩尔定律并主要依赖工艺的进步。在进入“后摩尔定律”时代之后，芯片架构的创新成为算力增加的另外一个重要的推手。从去年开始，异构计算成为包括DARPA（美国国防高级研究计划局）、Intel（英特尔）在内的政府机构和业界巨头关注的焦点。

　　异构计算是在芯片设计时将各种传统与创新的处理单元进行内在的融合，支持包括通用处理器、专用处理器、硬件加速器、可编程器件（FPGA）、存储器、网络通信和输入/输出（I/O）等多种异构处理单元在领域专用系统芯片层面上的快速集成。Intel CTO Mike Mayberry认为，在大数据时代，海量和不同类型的数据处理需要快速集成现有和创新的计算架构。Intel致力于提供更有效的异构设计芯片产品，并缩短推向市场的时间。毫无疑问，在传统芯片架构向异构计算演进、软硬件生态面临颠覆性变革之际，集合行业资源建立产业联盟，通过建立标准规范支持开放、众创、共赢的异构生态体系将成为全球异构计算发展进程中非常重要的一环。

　　“中国异构计算标准”是中国在超效能异构计算芯片领域的首批行业标准研究项目，其目标是通过行业产、学、研、用各方共建异构计算为核心的协同创新、技术攻关平台，以及知识产权、设计标准规范等资源合作共享机制，积极推动新一代异构计算产业在我国的产业化发展。