异构融合计算发展建议有哪些?

异构融合计算发展建议有哪些?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/10/08 15:49

异构融合计算是未来计算领域的重要趋势,它将不同架构、硬件和技术融合在一起, 以实现更高性能、更低能耗和更广泛应用的计算。为了推动异构融合计算的发展,以下是 一些发展建议:

1.加强政策引导,布局重点项目建设

强化政策支持和公共服务建设,制定鼓励和促进技术创新的政策措施,包括资金支持、 税收优惠、人才引进等举措。此外,应该加强对异构融合计算领域的专业人才培养和支持, 包括设立相关课程、提供创业支持、建立培训和奖励机制,培养具备交叉学科背景的复合 型人才,以提高行业技术水平与创新能力。

同时,积极推动产业合作,鼓励企业、高校和科研机构建立“异构融合计算产业联 盟”。通过组织技术论坛、举办创新赛事等方式,加强异构融合计算技术的市场推广和宣 传,以吸引更多开发者参与该领域的研发和应用。此外,还应引导国家基金与社会资本有 序、持续性地投资,特别是重点支持融合计算技术攻关企业,为其提供资金和项目支持。

明确定义异构融合计算领域的发展目标,制定中长期技术攻关研究规划,为技术研发 和应用提供明确的指导方向。重点涵盖通用大芯片、普适互联操作系统、高性能数学库、 卓越性能图形库、异构统一编程框架、异构任务调度软件、下一代存储技术、以及下一代 网络通信协议等关键研发项目。并在实际中落地这些项目,包括建设智算中心、超算中心 等新型基础设施,特别关注支持具备竞争优势的项目,积极推动产业、学术界和研究机构 的合作,共同助推技术创新。

2.构建标准体系,强化融合技术牵引

建立异构融合计算的标准组织,制定相关标准和规范,引导企业和研究机构关注前沿 技术,致力于算力生态的统一融合建设。注重顶层技术规划,坚持技术协同,在异构融合 为核心理念的基础上,依托“异构融合计算产业联盟”和其他平台组织,与算力生态的上 下游标准化组织共同制定硬件、软件以及软硬件层面的异构融合计算技术标准规范,覆盖 指令集架构、产品参数规格、通信协议、数据交换、系统架构、交互接口、外观形态、服 务模式等多个方面。

建立适用于异构融合计算的标准体系,积极与国际标准化组织合作,特别在 NOC 技 术、SiP 技术、融合架构技术、统一编程框架等领域,促进异构融合计算技术的规范化和 普及,以避免碎片化研究和低质量的重复工作。我们鼓励开放的发展模式,推动计算产业 链中各环节主体的协同参与,促进标准与科技的互动和协调,以促进标准体系建设的开源 创新,激发开源模式下的创新活力,推进标准化与数字化的融合,以提高标准的准确性、 整体质量和适用性。

3.聚焦关键技术,推动计算技术创新

鼓励企业增加技术创新投资,强化对 CPU、GPU、FPGA 等单芯片的设计和创新能力, 包括微架构设计(例如指令集、逻辑单元、逻辑单元布局、流水线、分支预测、缓存设计、 内存管理等)、芯片封装、内核与线程设计(包括多核心、超线程、并发管理等)、低功 耗设计(例如节能模式、动态频率调整等)、安全性与可靠性(如加密技术、错误检测与纠正等)、芯片调试与性能优化以及制造工艺等方面的投入。加速通用大芯片的设计进程, 实现不同类型计算单元的协同设计,研究最佳任务映射和调度策略,以提升芯片性能和能 效。 针对异构融合架构,优化操作系统、驱动程序、编译器、解释器等系统软件的泛在服 务能力(包括资源管理、并行计算、交叉编译、异构兼容等)。同时,开发统一的编程模 型和语言,设计领域特定语言,突破多层次编译优化技术,开发轻量级运行时调度系统, 以减少开发的难度和成本。

研究高效的资源管理和调度技术,实现统一的系统管理和监控工具以实现动态的任务 调度和资源管理,以实现不同计算单元之间的最优任务分配和资源共享,从而提高系统的 整体效率和稳定性。 探索新的系统集成和验证技术,开发系统集成和验证工具,以确保不同计算单元之间 的有效集成和验证,保证系统的稳定性和可靠性。通过电路级优化、算法级优化、系统级 优化等多种手段,提高异构计算系统的能效和性能,将异构融合计算技术应用到实际场景 中,通过实践验证技术的可行性和有效性,推动技术的推广和应用。

4.加速产业变革,促进新型技术应用

附加值。探索新的计算架构,如基于异构融合的计算、神经网络计算、量子计算和生 物计算等,推动包括更高性能的融合芯片、更高效的算法、更优化的编译器、更快速的内 存/网络访问等异构计算技术的研发和创新,以满足未来计算需求的增长。将异构融合计算 技术应用到具体的行业和领域,如自动驾驶、人工智能、元宇宙等,通过实际应用来推动 技术的进步,促进产业链上下游企业的合作,建立健全的产业生态系统,推动多产业的变 革,共同打造未来科技的新时代。

依托“异构融合计算产业联盟”,联合产业链上下游企业、科研机构、政府机构等各 方力量,聚焦重点领域(如人工智能、高性能计算、物联网等),加强与相关企业的合作, 开展“信息技术创新榜(优选)”活动,遴选出一批具备先进性、自主性的案例和解决方 案,并进行宣传推广,推动异构融合计算技术在这些领域的应用和推广,形成良好的应用 示范效应。

参考报告REPORT

云计算-异构融合计算技术白皮书(2023年).pdf

异构融合计算技术白皮书(2023年)近年来,自动驾驶、元宇宙、人工智能等应用不断创新发展,数据规模、算法复杂度以及算力需求爆发式增长。各类加速处理器已成为算力基础设施的重要组件,基于CPU+xPU的异构计算系统逐渐成为各算力场景的主流架构。然而,随着异构计算系统的种类和数量越来越多,xPU性能与灵活性难以兼顾、各xPU间计算孤岛问题难以协同、调试和维护成本增高等问题愈发凸显,亟需从异构融合计算方向加强理论研究和实践探索。以人工智能发展为例,NatureElectronics期刊在2022年4月的一篇文章显示:从2018年开始,随着AI大模型应用的涌现,算力需求平均每2个月翻一倍;摩根士丹利估计...

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