万亿赛道！异构计算解决方案深度分析 2024

主要观点总结

本文介绍了计算架构的发展历程，包括其四个时代以及即将兴起的第五时代，并讨论了从单核到多核的计算架构演变。文章还讨论了异构计算技术的演进，包括基于CPU+xPU的异构并行计算，并介绍了不同异构计算架构的特性和挑战。此外，文章还提到了异构计算技术的演进困境，包括性能瓶颈、性能和灵活性难以兼顾、异构计算孤岛问题以及异构计算编程框架各异等问题。

关键观点总结

关键观点1: 计算架构的发展历程

文章概述了计算架构的四个时代：晶体管时代、小规模和中等规模集成电路时代、大规模和超大规模集成电路时代、超大规模集成电路的多核处理器并行时代，并探讨了即将兴起的第五时代——超大规模的领域专用处理器（DSA）时代。

关键观点2: 计算架构的演变

文章讨论了计算架构从单核到多核的演变，包括基于单核CPU的串行计算、基于多核CPU的同构并行计算以及基于CPU+xPU的异构并行计算。

关键观点3: 异构计算技术的演进

文章详细介绍了异构计算技术的演进，包括基于GPU、DSA、FPGA和CGRA的并行计算，并讨论了这些架构的特性和挑战。

关键观点4: 异构计算技术的演进困境

文章指出异构计算技术面临性能瓶颈、性能和灵活性难以兼顾、异构计算孤岛问题以及异构计算编程框架各异等挑战，需要寻求新的解决方案。

文章预览

欢迎关注 2.1 计算架构的发展历程 图灵奖获得者 John Hennessy 总结了计算机体系结构演进的四个时代和即将兴起的第五 个时代：  第一代，晶体管时代，指令集架构出现之前，计算机架构各不相同 ;  第二代，小规模和中等规模集成电路时代，出现支持指令集架构的 CPU 处理器；  第三代，大规模和超大规模集成电路时代，指令级并行以及 CISC 和 RISC 混战；  第四代，超大规模集成电路的多核处理器并行时代；  第五代，超大规模的领域专用处理器（ DSA ）时代。 上述计算机体系结构的时代划分，是站在单处理器引擎视角进行的。上 述五个时代的划分，站在多处理器引擎计算架构从简单到复杂的发展视角，提出了如下的发展阶段划分：  第一阶段，基于单核 CPU 的串行计算；  第二阶段，基于多核 CPU 的同构并行计算；  ………………………………