英特爾發(fā)布o(jì)neAPI軟件計劃及beta產(chǎn)品，面向異構(gòu)計算提供統(tǒng)一可擴展的編程模型

在2019年超級計算大會上，英特爾發(fā)布了一項全新軟件行業(yè)計劃oneAPI，助力充分釋放高性能計算與人工智能技術(shù)融合時代多架構(gòu)計算的潛力，同時發(fā)布了一個oneAPI beta產(chǎn)品。

英特爾oneAPI行業(yè)計劃，為跨多種包括CPU、GPU、FPGA和其他加速器在內(nèi)的異構(gòu)計算，提供了一個統(tǒng)一和簡化的應(yīng)用程序開發(fā)編程模型。oneAPI的發(fā)布源自英特爾數(shù)百萬小時軟件工程開發(fā)的努力,并且標(biāo)志著一個行業(yè)內(nèi)的變革，從今天受限、封閉的編程方法演變到一個開放的、基于標(biāo)準(zhǔn)的模式，助力開發(fā)人員實現(xiàn)跨架構(gòu)的參與和創(chuàng)新。

英特爾高級副總裁、首席架構(gòu)師以及架構(gòu)、圖形與軟件部門總經(jīng)理Raja Koduri 表示：“高性能計算和人工智能工作負載需要包括CPU、通用GPU、FPGA，到本月初英特爾展示的更加專用的深度學(xué)習(xí)芯片NNP在內(nèi)的多種架構(gòu)。幫助客戶更簡便地釋放不同計算環(huán)境的潛力至關(guān)重要，英特爾致力于采取軟件先行的策略，為多架構(gòu)提供統(tǒng)一可擴展的功能加速異構(gòu)創(chuàng)新。”

oneAPI是一個以開發(fā)者為中心的平臺，將為AI應(yīng)用無處不在、多架構(gòu)并存的世界重新定義一種新的編程方式。oneAPI提供一個通用、開放的編程體驗，讓開發(fā)者可以自由選擇架構(gòu)，無需在性能上作出妥協(xié)，也大大降低了使用不同的代碼庫、編程語言、編程工具和工作流程所帶來的復(fù)雜性。oneAPI保留了現(xiàn)有軟件投資，包括支持現(xiàn)有語言，同時為開發(fā)人員創(chuàng)造更多豐富的應(yīng)用程序提供了靈活性。

oneAPI包括了一項基于開放規(guī)范的行業(yè)計劃和一款beta產(chǎn)品。該規(guī)范包括一種編程語言、強大的API函數(shù)庫以及底層硬件接口。oneAPI beta產(chǎn)品為開發(fā)者提供了全套的開發(fā)工具，包括編譯器、編程庫、分析器等，并把這些工具封裝為特定領(lǐng)域的工具包。初期oneAPI beta版主要面向英特爾®至強®可擴展處理器、帶集成顯卡的英特爾®酷睿®處理器，以及英特爾® FPGA，未來還將支持更多硬件。開發(fā)者可在Intel oneAPI DevCloud平臺下載和試用oneAPI工具，并在官方網(wǎng)站上了解更多關(guān)于oneAPI的信息。

oneAPI是什么？

oneAPI是一個統(tǒng)一的、簡化的編程模型，旨在簡化跨多架構(gòu)的開發(fā)過程（如CPU、GPU、FPGA、加速器）。oneAPI包含兩個組成部分：一項產(chǎn)業(yè)計劃和一款英特爾® bete產(chǎn)品，都是全新探索的第一步。

·  oneAPI計劃的跨架構(gòu)開發(fā)模型基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和開放規(guī)范，支持廣泛的行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)采納該技術(shù)來推動應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域的新演進。

·  英特爾® oneAPI beta產(chǎn)品是英特爾基于oneAPI的實現(xiàn)，它包括了oneAPI標(biāo)準(zhǔn)組件如直接編程工具(Data Parallel C++)、含有一系列性能庫的基于API的編程工具，以及先進的分析、調(diào)試工具等組件。開發(fā)人員從現(xiàn)在開始就可以在英特爾DevCloud for oneAPI上對基于多種英特爾架構(gòu)（包括英特爾至強®可擴展處理器、帶集成顯卡的英特爾酷睿™處理器、英特爾FPGA如英特爾Arria®、Stratix®等）的代碼和應(yīng)用進行測試。這一進展源自于英特爾數(shù)百萬小時軟件工程開發(fā)的努力，旨在為全球開發(fā)人員提供一座從現(xiàn)有代碼和技能過渡到即將來臨的xPU時代的橋梁。

oneAPI為何重要？

oneAPI是英特爾“軟件先行”戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)，英特爾相信這一戰(zhàn)略將定義和引領(lǐng)一個人工智能日益融合、異構(gòu)及多架構(gòu)的編程時代。

跨架構(gòu)（CPU、GPU、FPGA及其他加速器）開發(fā)能力對于處理數(shù)據(jù)密集型工作負載極為重要，因為這種工作負載需要多種架構(gòu)，這也將成為未來的常態(tài)。在今天，每一個硬件平臺往往需要開發(fā)者維護獨立的代碼庫，這些代碼庫需要使用不同的語言、庫和軟件工具進行編程。這是一項極其復(fù)雜和耗費時間的工作，會大大降低開發(fā)速度、抑制創(chuàng)新。

為了解決這一難題，oneAPI提供一個通用、開放的編程體驗，讓開發(fā)者可以自由選擇架構(gòu)，無需在性能上作出妥協(xié)，也大大降低了使用不同的代碼庫、編程語言、編程工具和工作流程所帶來的復(fù)雜性，相對于今天的基于單個廠商的封閉式編程環(huán)境，oneAPI為開發(fā)者提供了極富競爭力、也更先進的可替代選擇，幫助他們在保留現(xiàn)有軟件投資的基礎(chǔ)上，搭建一座無縫連接的橋梁，從而為未來的多架構(gòu)世界創(chuàng)造更多豐富的應(yīng)用程序。

為什么英特爾能夠應(yīng)對這項挑戰(zhàn)？

英特爾已經(jīng)深入開發(fā)者生態(tài)領(lǐng)域超過20年。英特爾擁有15000多名軟件工程師和10000項與客戶緊密合作的軟件部署，是Linux kernel最大的貢獻者，每年修改的代碼超過50萬行，為100多個操作系統(tǒng)進行過優(yōu)化，并且擁有超過兩千萬活躍開發(fā)者的生態(tài)，而這些只是英特爾龐大的軟件實力的一部分。

英特爾跨基礎(chǔ)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)的開發(fā)經(jīng)驗，開發(fā)工具和SDK以及其所參與并影響的標(biāo)準(zhǔn)制定組織的數(shù)量在業(yè)界是無與倫比的。憑借深耕行業(yè)多年的積累和英特爾軟件工程團隊數(shù)百萬個小時的努力，英特爾正通過創(chuàng)建一個統(tǒng)一的編程模型，推動開發(fā)普及化，簡化困難，為開發(fā)者創(chuàng)造一個更具移植性、更高效且性能更高的編程環(huán)境，來幫助開發(fā)者應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)。

為什么需要一個開放式規(guī)范？

數(shù)十年以來，英特爾與包括ISO C++/Fortran Groups、OpenMP* ARB、MPI Forum、The Khronos Group在內(nèi)的多個標(biāo)準(zhǔn)制定組織以及行業(yè)/學(xué)術(shù)組織攜手，希望通過開放協(xié)作的方式尋求一種可實現(xiàn)互操作性與互換性的產(chǎn)品規(guī)范，而oneAPI項目就是這一行動的延續(xù)。oneAPI將實現(xiàn)與現(xiàn)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的互操作性。最新oneAPI規(guī)范可在oneAPI計劃官網(wǎng)查閱。

oneAPI開放式規(guī)范包括哪些內(nèi)容？

這一開放式規(guī)范包括一種跨架構(gòu)的編程語言Data Parallel C++ (DPC++)、一套用于API編程的函數(shù)庫以及底層硬件接口（oneAPI Level Zero）。有了這些組件，英特爾和其它企業(yè)就能創(chuàng)建他們自己的oneAPI實現(xiàn)來支持他們自己的產(chǎn)品，或基于oneAPI進行新產(chǎn)品開發(fā)。

Data Parallel C++是什么？

DPC++是基于大眾熟悉的C和C++語言，專門為oneAPI設(shè)計的主要編程語言。它融合了來自Kronos Group的SYCL*，從而可以支持跨CPU和加速器上的數(shù)據(jù)并行和異構(gòu)編程，目的是為了簡化編程以及提高代碼在不同硬件上的可重用性，同時能根據(jù)特定的加速器進行調(diào)優(yōu)。

DPC++語言增強將會通過一個開發(fā)者社區(qū)項目來進行擴展，以簡化數(shù)據(jù)并行編程。該項目向公眾開放，并將通過開發(fā)者們的共同努力不斷發(fā)展。

oneAPI規(guī)范內(nèi)容將會開源嗎？

很多庫和組件已經(jīng)開源或即將開源。

哪些公司將支持或參與oneAPI計劃？

截至11月17日，支持oneAPI概念的業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)和研究機構(gòu)已經(jīng)超過30家，包括高性能計算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者、人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新者、硬件廠商/OEM、獨立軟件開發(fā)商、云服務(wù)商、高校等等。其中很多也積極參與了oneAPI beta版工具包的測試并提供反饋意見。

這項計劃剛剛啟動，英特爾預(yù)期未來幾年將會有更多參與方加入該計劃。企業(yè)在創(chuàng)建自己的oneAPI實現(xiàn)并完成自我認(rèn)證后即可以使用全新oneAPI計劃品牌和標(biāo)識。

不同的oneAPI Beta版工具包都包含了什么？

英特爾 oneAPI 基礎(chǔ)工具包（Beta版）包含了一系列核心工具和庫，為構(gòu)建和部署跨架構(gòu)的高性能以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用而開發(fā)。它具體包含了oneAPI開放式規(guī)范技術(shù)（DPC++語言、特定領(lǐng)域的庫）和英特爾® Python*分發(fā)包來提供跨相關(guān)架構(gòu)的即時加速，以及能增強分析、協(xié)助設(shè)計和調(diào)試等組件。

除英特爾oneAPI基礎(chǔ)工具包外，英特爾還提供其他針對高性能計算、人工智能等專門工作負載的工具包，包括：

·  英特爾oneAPI高性能計算工具包（Beta版）：幫助快速交付可擴展的C++、Fortran和OpenMP應(yīng)用程序

·  英特爾oneAPI深度學(xué)習(xí)框架開發(fā)者工具包（Beta版）：用于建立深度學(xué)習(xí)框架或?qū)ΜF(xiàn)有深度學(xué)習(xí)框架實現(xiàn)定制化

·  英特爾oneAPI渲染工具包（Beta版）：用于開發(fā)高性能、高精度的可視化應(yīng)用程序（包括科學(xué)可視化）

·  英特爾AI分析工具包（Beta版）：由oneAPI提供技術(shù)支持，適用于人工智能開發(fā)者和數(shù)據(jù)科學(xué)家，以更好地利用機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)模型來構(gòu)建應(yīng)用。

·  此外還有兩種oneAPI補充工具包：為系統(tǒng)工程師設(shè)計的英特爾系統(tǒng)Bring-Up 工具包以及面向深度學(xué)習(xí)推理和計算機視覺的生產(chǎn)場景的英特爾發(fā)行版 OpenVINO™ 工具開發(fā)包。

oneAPI支持哪些處理器和加速器？

oneAPI規(guī)范是為支持來自多個廠商的各種CPU和加速器而設(shè)計的。oneAPI beta版目前支持英特爾CPU（英特爾至強®、酷睿™、凌動）、英特爾Arria FPGA以及作為未來獨立數(shù)據(jù)中心GPU代理開發(fā)平臺的第九代/英特爾核芯顯卡。oneAPI日后將支持更多英特爾加速器架構(gòu)。

其它廠商的硬件與oneAPI兼容嗎？

oneAPI規(guī)范的DPC++語言和庫等都向公眾開放使用，我們也鼓勵其它硬件廠商使用。其它硬件廠商可以創(chuàng)建自己的oneAPI實現(xiàn)并基于此對特定硬件進行優(yōu)化。

開發(fā)者可以通過哪些途徑獲取更多信息？

關(guān)于oneAPI計劃的更多信息可通過訪問oneAPI.com獲取。開發(fā)者可在英特爾開發(fā)人員專區(qū)，下載英特爾 oneAPI Beta版工具包供本地使用，也可以通過英特爾 DevCloud for oneAPI平臺快速入門獲得對于oneAPI工具包的訪問，并使用它對多個以數(shù)據(jù)為中心的架構(gòu)下的代碼和工作負載進行測試。該方式無需安裝和設(shè)置并節(jié)省時間，且在無需負擔(dān)開發(fā)平臺成本的情況下靈活嘗試不同的硬件。

在即將到來的12月，英特爾將分別在上海和北京舉辦英特爾®oneAPI研討會，力邀熱衷于研究跨平臺技術(shù)和下一代英特爾軟硬件平臺功能的軟件開發(fā)者；使用C++在GPU硬件加速器上進行HPC或AI應(yīng)用研發(fā)的軟件開發(fā)者；使用C/C++在英特爾CPU上開發(fā)高度并行化的應(yīng)用并有興趣將來使用GPU或FPGA加速器的軟件開發(fā)者參加。識別下方二維碼即可進行注冊報名。