為H3C、騰訊插翅騰飛！intel這次真的讓人直呼Yes

多次自我突破的摩爾定律，幾番“壓榨”下，雖說有望回歸兩年一更新的頻率，但還是有很多人感嘆“廉頗老矣”。不過事實上，摩爾定律在提出之時，就在論文的第二頁指明了摩爾定律失效的前路，這就是電子行業(yè)所追捧的“異構(gòu)計算”，intel現(xiàn)稱之為XPU（CPU+GPU+FPGA+加速器）。

材料受到了限制，所以才有了電化學(xué)鍍銅和機械平面化的雙鑲嵌結(jié)構(gòu)；物理受到了限制，所以才有了金屬柵極和高K電介質(zhì)；制程受到了限制，神說“要有光”，所以才有了光刻技術(shù)……回溯1965年，intel的創(chuàng)始人戈登·摩爾提出了改變世界的摩爾定律至今已經(jīng)自我突破了三次瓶頸。

雖然幾經(jīng)放緩，intel已讓其重新回歸兩年一更新。但實際上，我們?nèi)匀徊恢?nm節(jié)點后的名字，這一迷之領(lǐng)域仍是紙上談兵的階段。反觀登納德縮放比例定律和阿姆達(dá)爾定律也基本進入瓶頸期，現(xiàn)在正是異構(gòu)計算，即加速計算的時代。

今年4月，intel提出XPU+oneAPI的超異構(gòu)計算的概念，即通過CPU、GPU、FPGA和其他加速器的混合式架構(gòu)，配合統(tǒng)一開發(fā)平臺oneAPI進行軟硬的有機結(jié)合方式進行超級加速計算。同期，全新的計算架構(gòu)Xe被一并提出，并在今年8月正式宣布Xe圖形架構(gòu)下的幾款獨立顯卡。

時至今日，大勢已至，intel正式“亮刃”，拔劍反復(fù)打磨的“干將和莫邪”，盡數(shù)展示了intel一直遵循戈登·摩爾論文的成果。11月11日，intel召開“XPU和軟件發(fā)布會”，發(fā)布了獨立服務(wù)器GPU，并宣布將于今年12月正式交付oneAPI Gold版本，21ic中國電子網(wǎng)記者受邀參加此次發(fā)布會。

硬件：支持Linux的獨立服務(wù)器GPU

手游作為可以隨手暢玩的一種極佳消遣方式，逐漸成為現(xiàn)代人放松的好方法。任何技術(shù)參數(shù)都是口說無憑，直接看intel發(fā)布的這款服務(wù)器GPU到底有什么神奇之處。

根據(jù)intel的介紹，新華三（H3C）XG310是一款云服務(wù)GPU，在相比傳統(tǒng)卡3/4的長度（全高x16 PCle 3.0）下，封裝了4顆intel服務(wù)器GPU。典型雙卡系統(tǒng)之中，可支持120個Android游戲并發(fā)用戶，而這一數(shù)字最高甚至可以擴展到160個并發(fā)用戶，實際數(shù)量取決于具體游戲和服務(wù)器配置。

值得一提的是，在使用至強（Xeon）可擴展處理器下，即使不擴展服務(wù)器數(shù)量，可直接擴展顯卡容量，在每個系統(tǒng)上支持更多流和訂閱用戶，并且同時實現(xiàn)較低的總體擁有成本（TCO）。換言之，只需要兩張GPU，無需再單獨購置服務(wù)器，就多能滿足120個玩家實時連線游戲的任務(wù)。

數(shù)據(jù)顯示，2017至2022年視頻直播將增加15倍、游戲流量將增加9倍，到2022年視頻將占全球IP流量的82%，而Android占據(jù)了全球移動設(shè)備的74%，intel正是看重了這一重大轉(zhuǎn)變因此首次發(fā)布了其數(shù)據(jù)中心獨立圖形顯卡intel Server GPU。

這是一款基于Xe-LP微架構(gòu)的高密度、低延時獨立GPU，而本款產(chǎn)品的特殊之處在于除了瞄準(zhǔn)了視頻和游戲渲染應(yīng)用場景下的數(shù)據(jù)中心，更加優(yōu)化了對Linux操作系統(tǒng)的支持，使得不同操作系統(tǒng)之間代碼復(fù)用成為了可能，也使得這款獨立GPU注定能夠成為Android游戲云服務(wù)的新寵。

參數(shù)上，intel Server GPU配備128-bit渲染管線（128-bit wide pipeline）和8GB LPDDR4 專用板載低功耗顯存。

開發(fā)上，開發(fā)人員可利用目前Media SDK中的通用API，這一API也將于明年遷移到oneAPI視頻處理庫（oneVPL）當(dāng)中。

架構(gòu)上，不僅是本次推出的新品，整個Xe產(chǎn)線都將全線優(yōu)化Linux上的開發(fā)。通過intel給出的intelServer GPU的Android云游戲架構(gòu)上，這款面向數(shù)據(jù)中心的獨立GPU在Linux OS（CentOS/Ubuntu）的容器和虛擬化上提供了更好的優(yōu)化，擴展代碼庫在Linux上的支持。從架構(gòu)上來看，游戲流服務(wù)將輸入到intel Cloud Rendering（ICR）中；利用FFMPEG編譯、3DMesa渲染輸出聲音；利用intel GPU UMD渲染視頻；而Android 游戲的云端主機和Android容器將利用intel橋接技術(shù)連接。

據(jù)悉，目前intel正與諸多軟件和服務(wù)合作伙伴合作，共同將intel服務(wù)器GPU推向市場，其中包括Gamestream、騰訊和Ubitus。

騰訊云游戲副總經(jīng)理方亮表示：“intel是我們安卓云游戲解決方案上非常重要的合作伙伴。intel至強可擴展處理器和intel服務(wù)器GPU，打造了一個高密度、低時延、低功耗、低TCO（總擁有成本）的解決方案，讓我們能夠在每臺雙卡服務(wù)器上生成超過100個游戲?qū)嵗?，諸如《王者榮耀》、《傳說對決》?！?

筆者認(rèn)為，此款云服務(wù)獨立GPU在功耗上優(yōu)化的非常徹底，不僅使用了獨立顯卡Xe架構(gòu)中最為低功耗的Xe-LP，還利用LPDDR4作為顯存進一步降低功耗。眾所周知數(shù)據(jù)中心是耗電和發(fā)熱大戶，因此只有在提高密度和性能的架構(gòu)下降低器件的功耗才能全面壓低功耗。

另一方面，操作系統(tǒng)和軟件正逐漸靠攏開源，開源也是造就流量增長的功臣之一。正因為瞄準(zhǔn)的主要是Android的游戲和視頻市場，因此在爆發(fā)式增長的流量下，無需擴充服務(wù)器，直接插獨立GPU卡對于節(jié)約成本具有非凡的意義。

軟件：oneAPI Gold正式登場

軟件和硬件誰更重要？任何時候的答案都是“我都要”，特別是對電子工程師來說，軟件硬件兩手都要硬，產(chǎn)品亦如此，新發(fā)布的獨立GPU亦如此。

講起intel，oneAPI就是這家企業(yè)的一切的硬件的載體，也是intel不折不扣的“軍師”。事實上，oneAPI早在“SuperComputing 2019”時就已放出測試版。經(jīng)過無數(shù)的測試和功能完善，直到今天oneAPI Gold正式發(fā)布，并將于今年12月正式交付。

名為Gold的oneAPI實際上也是oneAPI的1.0的版本，這款軟件正是intel連接CPU、GPU、FPGA和其他加速器的“鑰匙”，是實現(xiàn)XPU必不可少的一環(huán)。就如intel的戰(zhàn)略“水利萬物而不爭”一樣，oneAPI包容著一切的硬件。

軟件千千萬，oneAPI到底有什么不一樣？如果讓筆者首推，一定是其直接編程的優(yōu)秀開發(fā)體驗，intel稱之為DPC++（Data ParallelC++），用一個等式簡單解釋就是DPC++ =ISO C++ and Khronos SYCL。正因為語法接近CUDA，所以在學(xué)習(xí)曲線上oneAPI是極簡的，上手難度很低。

另一方面，intel的統(tǒng)一、簡化架構(gòu)編程模型，開發(fā)者可以借助oneAPI針對要解決的特定問題選擇最佳加速器結(jié)構(gòu)，且無需為此重寫代碼。intel對此的愿景是能夠提供毫不妥協(xié)的性能，不受限于單一廠商專用的代碼構(gòu)建，就能實現(xiàn)原有代碼的集成。

在深度學(xué)習(xí)加速（intel DL Boost）方面，不僅支持PyTorch、mxnet、sklearn、NumPy、XGBoost，最近也獲得了微軟Azure和TensorFlow的支持；眾多領(lǐng)先的研究機構(gòu)、公司和大學(xué)也支持oneAPI。

在工具方面，無論是應(yīng)對數(shù)據(jù)中心、IoT還是最新發(fā)布的獨立顯卡的渲染上，oneAPI都得心應(yīng)手。

發(fā)布會上，intel表示oneAPI Gold工具包將于12月在本地和intelDevCloud上免費提供，同時還將提供包含intel技術(shù)咨詢工程師全球支持的商業(yè)版本。intel還會將intel Parallel Studio XE和intel System Studio工具套件遷移到oneAPI產(chǎn)品中。

另外，intel隱式SPMD程序編譯器（ISPC）將在oneAPI級別零之上運行。oneAPI級別零是為XPU提供硬件抽象層的API的集合，由intel創(chuàng)建，提供了底層的直接到硬件的接口，以供客戶跨多種硬件平臺進行編程。ISPC是oneAPI渲染工具包的已安裝基礎(chǔ)語言，該工具包支持大多數(shù)主流的視頻工作室基于至強處理器的渲染場，并將支持基于Xe架構(gòu)的GPU。

筆者認(rèn)為，oneAPI Gold相比測試版已可以勝任XPU的艱巨任務(wù)，從工具的遷移和GPU使用的渲染工具箱的加入，使得獨立GPU加入至強可擴展處理器架構(gòu)中無需使用其他軟件。另一方面，oneAPI也是與硬件是相輔相成的，軟硬件的閉環(huán)系統(tǒng)成為intel堅不可摧的生態(tài)。

左手一個硬件，右手一個軟件

intel的XPU宏圖

intel早前就已強調(diào)，現(xiàn)在intel是忠于數(shù)據(jù)，圍繞數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和客戶痛點而前行的一家公司。如果說intel的“護城河”是 “六大技術(shù)支柱”（封裝&制程，架構(gòu)、內(nèi)存&存儲、互連、安全、軟件），那么“城池”便是XPU+oneAPI的超異構(gòu)計算。

晶體管耦合設(shè)計轉(zhuǎn)向晶體管彈性設(shè)計、圍繞CPU到圍繞XPU、半導(dǎo)體硬件到半導(dǎo)體軟硬件，我們既是歷史的見證者也是創(chuàng)造者。筆者曾多次強調(diào)，一整套的產(chǎn)品都放在同一軟硬件架構(gòu)下，無論從性能上來講，還是從穩(wěn)定性、適配性、更替性上來說，均具天生優(yōu)勢。

在數(shù)據(jù)中心的XPU選擇上，intel的不同級別定位產(chǎn)品，使得搭配更加豐富。從CPU上來說，intel的至強（XEON）可擴展處理器，命名上也采用了更加符合主流、直觀易懂的“銅牌”、“銀牌”、“金牌”、“鉑金”的分級。

從FPGA上來講，擁有最高密度、高性能的Stratix，高性能、低功耗的Agilex，中端主流的Arria，低功耗、成本敏感的Cyclone，低成本、單芯片的MAX。

從獨立GPU上來講，intel仍然擁有這樣的定位，更加貼合不同應(yīng)用的需求。

● Xe-LP（低功耗）：定位為PC和移動平臺最高效架構(gòu)，主要使用LPDDR再次進行功耗的壓縮。目前已在8月發(fā)布Xe DG1，近期發(fā)布了第11代intel酷睿移動處理器集成的銳炬®Xe顯卡和intel銳炬®Xe MAX獨立顯卡。

● Xe-HP：定位為數(shù)據(jù)中心級、機架級媒體性能架構(gòu)，能夠提供GPU可擴展性和AI優(yōu)化，Xe HP將于明年推出。涵蓋了從一個區(qū)塊（tile）到兩個和四個區(qū)塊的動態(tài)范圍的計算，其功能類似于多核GPU。

● Xe-HPG：定位為專用于游戲優(yōu)化的微架構(gòu)，技術(shù)參數(shù)上，添加了GDDR6的新內(nèi)存子系統(tǒng)提高性價比，支持光線追蹤。是利用Xe-HP的擴展性，結(jié)合了Xe-LP的微架構(gòu)變體。Xe-HPG預(yù)計將于2021年開始發(fā)貨。

● Xe-HPC：定位為數(shù)據(jù)中心，正在開發(fā)之中。

從路線上來看，intel的獨立GPU遠(yuǎn)不止Xe-LP這種低功耗產(chǎn)品，將會從入門級顯卡擴展到高性能計算，而實施這種策略的核心是所有系列產(chǎn)品能夠?qū)嵤┩惶状a庫。

包容這一切的毋庸置疑就是oneAPI，通過CPU+GPU+加速器+FPGA，便是標(biāo)量+矢量+矩陣+空間的全方位計算。

在摩爾定律日漸放緩的如今，其實摩爾所書寫的未來還沒有結(jié)束，XPU+oneAPI就將是最好的見證。