各大处理器厂商结盟HSA，“CPU+”时代呼之欲出

AlphaGo打败李世石让人类重新认识了人工智能的强大，随着人工智能等高端技术的不断向前演进，CPU在各种处理器计算中的比例已经急剧下降，而并行计算的工作量已经占据了整个计算开销的80%甚至更高。因此，必然要求CPU与更擅长并行计算的GPU、DSP、FPGA、ASIC等各种处理器的深度融合。异构计算是当前全球范围内处理器发展的必然趋势，"CPU+"时代已经呼之欲出。

"CPU+"异构构架中的GPU、FPGA、DSP等处理器，通常采用自己编程语言，因此架构设计复杂，工作效率低下，为了解决这种问题，多家IP厂商及研究机构提出了HSA（异构系统架构）规范，旨在开发高效的异构计算系统，帮助设计和开发者加速设计和编程过程。HSA技术会让系统在为不同的任务选择适合的处理器时变得更容易。一旦采用缓存一致性的共享虚拟内存技术，HSA系统将实现对存储空间的高带宽共享访问，提高系统的计算性能，同时降低功耗。

最近召开的第一次全球异构计算HSA峰会上，除华夏芯、AMD、联发科技、Imagination、LG等HSA的成员单位外，还吸引了海内外数十家在处理器相关产业链最具影响力的IP供应商、处理器设计公司、工具供应商、软件及操作系统公司、以及大学和科研院所、投资机构等，共同就HSA专题展开了讨论，涵盖了HSA的不同应用领域：如人工智能、深度学习、软件无线电、物联网等。

为什么推进异构架构？
设计人员不断推动计算机系统中更大程度的整合。虽然这使得他们设计更加复杂，但整合所带来的好处确实超出了这些挑战：比如用更少的设备实现更快更低成本的系统。一份HSA的调查指出，成员们选择异构系统的首要原因包括：高性能，低功耗；统一的软件架构适用于异构编程；改进的SoC设计流程；良好的互操作性以兼容不同IP供应商的模块。

Imagination副总裁兼中国区总经理刘国军指出，"新的应用对高性能、高效运算的要求越来越高，像苹果里面有CPU、GPU和DSP，而且要求越来越高。下一步的深度学习，在运算量很大的时候，会有很多限制。也就是在高性能运算同时又要求功耗低的情况下，它要完成的任务需要各种架构的处理器一起工作。这些处理器放在一起，怎样做到既能满足低功耗又能规模精简？第一，做成专用芯片，满足低功耗但是灵活性降低；第二，多种处理器放在一起，灵活性高，但是整合的资源要用很多。要解决这种矛盾就需要一个新的框架，来使不同架构的处理器放在一起实现高效运算，HSA应运而生。"

华夏芯董事长李科奕解释，"CPU+时代的来临，背后有着强大的驱动力：那就是更强大的计算，更低的功耗，更方便的集成，开发团队更小，以及产品更快速进入市场。这不是某一项技术所能解决的，而是需要一整套从软件到硬件的标准。这正是HSA的目标。要实现这个目标，需要IP供应商、OEM制造商、学术组织、SoC厂商、操作系统供应商和软件供应商共同努力。"

HSA目前进展如何？
看到了HSA的优势，那么我们更想了解目前的推进情况。

刘国军介绍，"Imagination是HSA的发起者之一，也是最主要的开发者之一。如何发挥在异构计算里面的功能？例如我们的CPU和GPU，现在要做一个虚拟化的功能，这个虚拟化有两个作用：一，实际上它提供了异构整合的方便性；二，它给下一代的安全方面提供了很好的平台。我们的目标是要把我们的IP今后做成一个HSA IP，也就是它能够跟其他厂家的IP能够整合在一起，形成异构的计算平台，或者是计算框架。"

李科奕表示，"在我们加入HSA联盟之初，就积极投入到相关技术的研究和开发中。在工具链方面，华夏芯开发的GCC BRIG已经交付GCC组织，成为HSA的主要开源工具之一。特别需要指出的是，在这一次峰会上，华夏芯还将对外发布新一轮的开源软件计划，这就是商业价值极高的深度学习和神经网络开源软件计划。"

"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（可深度定制）以及SoC芯片集成设计服务。公司的IP核具有显著提升性能和降低功耗的优点，同时还可以大大降低下游厂商的开发时间和成本，具有很强的市场竞争力。这次发布的64位高性能处理器IP核基于全自主核心技术，且符合HSA国际标准，主要面向移动通信、机器视觉、人工智能、智能终端、消费电子和物联网等多个领域。" 李科奕补充。

联发科技高级技术总监、软件总架构师Roy Ju 博士介绍，" 应用HSA 技术，联发科技首创了十核三从集架构，并将其应用到高端芯片联发科技曦力X20上，再辅以CorePilot3.0技术，实现了高性能、低功耗和优秀的用户体验。联发科技与其他伙伴公司积极合作，评估如何将HSA技术更好地