“CPU+”异构计算时代，华夏芯通过HSA抢占高地

作者：王莹时间：2016-08-29来源：电子产品世界收藏

IP领域的黑马

本文引用地址：http://www.amcfsurvey.com/article/201608/296177.htm

　　又一家本土处理器厂商——华夏芯脱颖而出!8月22-23日，“2016年全球异构计算HSA峰会”在京举办。华夏芯(北京)通用处理器技术有限公司是本次峰会的主办单位之一。与会者注意到，HSA(异构系统架构)联盟的主席John Glossner博士来自华夏芯，同时担任其美国分部的首席执行官。

　　现在计算领域的热门技术之一是异构计算，很多公司也正从做产品扩展到营造生态系统上。华夏芯抓住了技术和市场机遇，推出了融CPU、DSP和IVP(图像和视频处理器)等为一体的IP核。这匹黑马从何而来，将如何进军多核异构计算领域?为此，《电子产品世界》在参加会议之余采访了华夏芯首席执行官李科奕先生。

主攻异构多核处理器IP

　　华夏芯是异构多核处理器IP核供应商，拥有全套完整自主知识产权的指令集、微架构和工具链，拥有多项基础核心专利，基本形成知识产权保护门槛。公司在北京、美国等地设有研发中心。

从CPU到“CPU+”时代

　　华夏芯有个高起点——“CPU+”的多核异构计算。李科奕先生指出，我们现在面临的不仅仅是一项单一的技术，而是“CPU+”新时代的来临。这个新时代需要更强大的计算能力，更加严苛的功耗要求，更加方便使用，开发团队更小，产品进入市场时间更快。这是一个从应用到软件、硬件、标准的全方位改变。因此，必然要求CPU与更为擅长并行计算的GPU、DSP、FPGA、ASIC等各种计算单元的深度融合。异构计算是当前国际处理器发展的必然趋势，“CPU+”时代已经呼之欲出。

　　对于“CPU+”，如果华夏芯单靠一己之力去打天下，恐怕很难成功。因此，需要借助HSA。HSA的定位是建立一个团结产业链上下游的商业模式，用“CPU+”来取代现在的传统的CPU集成。未来，随着半导体工艺的进一步提升，基于这种模式的“CPU+”芯片将成为应用广泛的处理器平台。

　　HSA标准的优点在于，以高效的方式实现了CPU、GPU、DSP等计算单元之间的协同运算，从而大大提高了系统的处理性能并降低了功耗。而华夏芯在自主指令集与HSA标准衔接方面，具有更高的工作效率，从而使芯片能表现出更优越的性能。

　　因此，基于华夏芯IP的处理器和SoC不论是计算能力，还是功耗，在应用上都具有一定的优势，尤其适合深度学习、机器视觉、自动控制、无人驾驶、VR/AR等方面的各种应用。

　　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、IP深度定制以及SoC芯片集成设计服务。

　　此次发布的64位CPU高性能处理器IP核基于华夏芯全自主核心技术，且符合HSA标准，与支持HSA厂商的软硬件系统严格兼容。

HSA和其他计算架构的互操作性

　　全球做异构计算的主要有三大阵营，除了HSA，还有英特尔和IBM POWER都实力强大。三者的关系如何，是否有互操作性?

　　“HSA是完全开放的。”李科奕先生分析道。相对来说，英特尔阵营是完全封闭的，因为它是世界上唯一一家有能力什么都做的公司。中国企业较难跟英特尔合作，因为英特尔在市场和技术上的垄断性，很难和它共同制定一个平等的游戏规则。POWER也是一个不错的开放体系，其优势主要在服务器上。

　　HSA的第一个优势是覆盖面比较广，从运算量较小的产品到服务器都是开放的。第二个优势是在嵌入式和移动计算领域很强，而这些领域英特尔不太擅长。

　　华夏芯提倡或者鼓励中国更多的处理器公司，包括下游厂商一起来加入HSA，就是基于HSA的开放性、生态共建和资源共享。HSA的主席也提到，HSA所有的资源都是免费、共享、开源的，这对中国来说是非常有价值的。

异构的难点

　　华夏芯在未来两三年之内主要面向嵌入式、低功耗市场。在该领域，华夏芯拥有比较完整的处理器设计技术。

　　在异构计算里碰到的难点，首先就是理解的人不多，尤其缺乏高端领军人才。没有人才就没有话语权，我国跟国际发达国家之间人才储备的差距还是相当大的。此次HSA峰会在北京举办的目的之一就是向国内进一步介绍基于HSA的异构计算。

　　其次，仅凭中国少数几家公司是很难能形成异构处理器生态系统的，希望产业界互相理解、支持、合作、协同发展。

与本土处理器形成合力

　　那么，华夏芯与本土企业的合作进展如何?中国市场需要这么多的本土处理器种类吗?

　　倪光南院士在本次大会上提到，世界上拥有不同指令集的处理器公司都到中国来有所发展，而且不管怎么样都发展得还不错，有的占领市场份额大，有的市场份额小。希望大家能够形成合力，HSA具有跨平台的兼容性，例如有的中国芯片设计单位可以采用华夏芯支持HSA的高性能、低功耗的处理器IP核与其自有的处理器IP核集成设计SOC。

　　此外，对于新的颠覆性领域——“CPU+”，大家都在同一条起跑线上。传统CPU时代，我们再努力，也只能是国际垄断巨头的追随者。现在我们能不能抓住机遇?现在除了英特尔有能力整合各种异构计算单元，别的企业都不具备这种能力，我们能做的就是建立联盟，通过联盟一起合作，共建生态系统。因此，华夏芯希望跟所有中国“芯”企业合作，形成一个合力，共同推动中国处理器的发展。

　　最后，在处理器领域里，不是说只有大公司才有机会，中小公司也有机会，但一定是在那种颠覆性的领域里才有机会。就像多年前，谁能预知诺基亚手机有一天会倒掉呢?谁会想到英特尔打不进移动市场?安卓最开始也是由小公司发明的。纵观历史，所有重要的跨代创新都是由中小公司最先推动的，例如AMD、ARM。同样，现在华夏芯也在做这种颠覆性技术的研究。

适应性和安全性

　　华夏芯全部是自主知识产权，适应性很高。相反，芯片厂商即使获得了国外IP供应商的架构许可，虽然也宣称对客户开放，但是客户如果想进行修改或者优化，例如，增加一条指令，国外厂商可能不会支持这一要求。但是华夏芯所有的处理器IP核都基于自主的指令集、微架构和工具链，完全可以根据客户的需求做深度的定制，支持不同应用的扩展。

　　除了适应性，还涉及安全性。很多时候中国有自己的应用场景，特别是在某些涉及信息安全的领域，要符合中国的安全可信机制的时候，就要做一定程度的修改，这时国外厂商能满足这些要求吗?可能挺难的。

发展路线图

　　华夏芯目前围绕着嵌入式、低功耗，面向新兴市场，包括无人机、人工智能、机器人、AR/VR等新兴市场。由于这些市场没有垄断，对创新公司是好机遇。华夏芯围绕这些市场推三合一的体系架构(如图1)，该架构可以很好地支持新兴市场的图像识别、人工智能等方面的应用。

异构融合

　　HSA是一个高层次的融合，它的标准从1.0到1.1，明年将发布的1.2的版本会更好地解决兼容性问题。

　　那么，华夏芯和其他公司IP的融合容易吗?答案是肯定的。例如，客户用了其它公司的CPU，只要依托HSA规范，完全可以很方便地采用华夏芯的DSP核和IVP核。华夏芯不仅给客户提供三合一的完整方案，但也不排斥与其他处理器核的融合，相反，华夏芯IP核在异构融合方面保持了比较好的灵活性。

小结

　　在“CPU+”时代，不仅仅是来自同一个厂家，应该是不同厂家的产品汇聚在一起。华夏芯基于CPU、DSP、IVP等处理器IP核，通过HSA打造生态系统，希望与国际大厂站在同一舞台上，并盼望有更多的中国“芯”伙伴通过HSA联盟携手合作。

参考文献：

　　[1]倪光南.发展自主可控的信息技术和产业.电子产品世界,2015(10):25-26

　　[2]李韬.网络处理器芯片的国产化之路.电子产品世界,2015(1)25-27

　　[3]郑小龙.国产嵌入式微处理器的探索与开拓 . 电子产品世界,2015(8):20-21