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美国时间5月16日,英特尔2019开源技术峰会(OSTS)在华盛顿州Stevenson圆满结束。大会从14日开始,共持续3天。在今年的开源技术峰会上,英特尔公司高级副总裁兼架构、图形与软件部门总经理Raja Koduri发表“指数级思维”的演讲报告。他提出,如果想实现指数级的增长,必须要硬件和软件共同创新。软件社区和硬件社区相互交流,并真正去思考彼此的问题,比以往任何时候都更重要。
1000亿设备互通的下一个时代 软硬件如何结合
过去几年间大家所能获得的计算力正在以惊人的速率增长。计算力指数级上升的实现,正是基于硬件与软件的结合(Contract)。
回顾过去35到40年间计算的发展历程,计算力的增长速率呈指数级上升,从万物数字化、万物互联、万物移动化到万物云化,当前进入万物智能化。然而,Raja指出:“万物智能化不单是物联网(IoT),因为很多早期的IoT设备并没有那么智能,真正的万物智能化是能够真正帮助我们的智能设备。”
在PC时代,互联网用户增长了10亿人。硬件和软件结合的典型例子就是PC上X86架构和Windows系统的结合。
进入移动化时代,从10亿的互联网用户增长到100亿的设备,呈现10倍的增长,这些是硬件软件的结合发生了变化。变成了ARM架构和iOS及Android操作系统,同时Linux系统和X86平台也占据一部分市场。
当前,大家开始谈论1000亿台设备相互交流的下一个时代。Raja表示,无论是硬件、软件、操作系统还是相关技术,需要思考的一个问题是硬件和软件如何结合。什么可以替代Linux和X86,ARM和iOS、安卓,或者X86和Windows,支持这1000亿台设备呢?
除了密度之外,还有哪些创新来实现指数级增长
这种指数级的增长,与摩尔定律息息相关。摩尔定律是计算机革命的脉搏,现在关于摩尔定律有很多声音:将何去何从、摩尔定律已死等等。
摩尔定律描述的四个重要特征:晶体管密度、单价性能、每瓦性能、频率。
摩尔定律的发展大致分为三个时期:第一个时代是被称为黄金时期的兆赫时代,晶体管密度、单位性能和每瓦性能上都实现了极大提升,频率也在每两年大幅提升一次。第二个是多核时代,这期间晶体管密度继续增加,但是单位性能下滑了,每瓦性能从平均1.7倍降到1.3倍,频率也有所放缓。下一个时代是架构时代,内核会进一步扁平化,密度稍微低一些,但整体还是会像摩尔定律所说的每两年提升一次。每瓦性能会低一点,频率会低一点。
“如果想实现指数级的增长,那就必须要硬件和软件来共同创新。软件社区和硬件社区相互交流,并真正去思考彼此的问题,这比以往任何时候都更重要。” Raja强调,“不仅仅是实现晶体管的指数级增长。除了密度之外,还有哪些创新,来实现用户价值的指数级增长呢?”
对此,Raja提到英特尔的最新策略:“英特尔将提供多样化的标量、矢量、矩阵和空间架构组合,以先进制程技术进行设计,由颠覆性内存层次结构提供支持,通过先进封装集成到系统中,使用光速互连进行超大规模部署,提供统一的软件开发接口以及安全功能。”Raja也表示,这里的英特尔其实适用于整个科技界。
同时,英特尔推出了六大技术支柱——软件、安全、互联、内存/存储、架构、制程/封装,围绕这六大技术支柱制定了技术和架构的路线图。
在制程方面,是晶体管、封装和设计的同步的联合架构优化,这三者需要紧密地结合在一起来推动摩尔定律继续发展。对于硬件领域的人来说,如果对比性能、功率和成本这三个方面,没有单个的芯片类型可以成为所有工作负载的最优解。对桌面CPU来说,最好的是能将频率提高到5GHz或以上的高性能CPU,但它对显卡、AI芯片或者FPGA、移动芯片来说却并不好,这就是问题关键所在。对此,英特尔制定的路线图是:用先进技术把不同的小芯片,甚至是不同的核连接起来。这样能让单片SOC实现性能、功耗和成本的最佳组合。