信息技術(shù)作為第三次產(chǎn)業(yè)革命代表性技術(shù)之一，極大地推動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)的興起與發(fā)展。當(dāng)前，全球電子信息產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)格局此消彼長(zhǎng)，半導(dǎo)體領(lǐng)域創(chuàng)新風(fēng)起云涌，核心芯片技術(shù)發(fā)展變革步伐進(jìn)一步加快，計(jì)算呈現(xiàn)出全新發(fā)展趨勢(shì)，多種計(jì)算范式和架構(gòu)正逐漸融合，開始進(jìn)入“大計(jì)算”時(shí)代。從上世紀(jì)70年代Intel推出第一款處理器到現(xiàn)在，芯片架構(gòu)歷經(jīng)單核、同構(gòu)多核等不同時(shí)期，當(dāng)前正邁向異構(gòu)多核時(shí)代。伴隨并行度提高，同構(gòu)系統(tǒng)處理器核間的并行冗余越來(lái)越大，不可并行任務(wù)協(xié)調(diào)工作越來(lái)越多，導(dǎo)致系統(tǒng)性能增幅隨冗余增大接近飽和。異構(gòu)多核芯片的創(chuàng)新涉及軟硬件等深層次創(chuàng)新融合與突破，是普適計(jì)算領(lǐng)域新熱點(diǎn)，也是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要新拐點(diǎn)。

全球異構(gòu)計(jì)算呈現(xiàn)三強(qiáng)鼎立

信息技術(shù)正呈現(xiàn)云計(jì)算與端計(jì)算、軟件與硬件、智能與交互、計(jì)算與通信等多種技術(shù)融合發(fā)展態(tài)勢(shì)。歷經(jīng)單核、同構(gòu)多核等技術(shù)發(fā)展，異構(gòu)多核計(jì)算芯片及系統(tǒng)是高性能計(jì)算、商業(yè)計(jì)算、移動(dòng)計(jì)算等應(yīng)用發(fā)展的必然選擇。

異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)有兩種實(shí)現(xiàn)方式：一是將多個(gè)不同類型處理器芯片通過片間集成的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)級(jí)異構(gòu)計(jì)算（稱之為片間異構(gòu)）；二是基于單（硅）片內(nèi)集成多個(gè)不同處理器內(nèi)核的異構(gòu)計(jì)算芯片實(shí)現(xiàn)，即異構(gòu)計(jì)算在芯片級(jí)實(shí)現(xiàn)（稱之為片內(nèi)異構(gòu)）。第二種異構(gòu)計(jì)算芯片技術(shù)是當(dāng)前最新技術(shù)。

異構(gòu)計(jì)算芯片是將不同架構(gòu)的中央處理器CPU（Central Processing Unit）、圖形處理器GPU （Graphics Processing Unit）、數(shù)字信號(hào)處理器DSP（Digital Signal Processor）和FPGA（Field Programmable Gate Array）等特定硬件加速單元依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有機(jī)內(nèi)在融合在一顆芯片上，任務(wù)由最合適的工作單元來(lái)承擔(dān)，不同異構(gòu)內(nèi)核之間實(shí)現(xiàn)協(xié)同計(jì)算。隨著同構(gòu)多核達(dá)到一定程度，通過核的堆疊提升計(jì)算性能遇到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，芯片級(jí)異構(gòu)計(jì)算能夠消除同構(gòu)計(jì)算時(shí)CPU、GPU、DSP之間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，大大提升計(jì)算效率，并且以良好的性能協(xié)同支持圖形處理、信息通信、人工智能、大數(shù)據(jù)等多領(lǐng)域應(yīng)用，基于統(tǒng)一編程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，能大幅減小軟件開發(fā)編程難度、降低產(chǎn)品研制和維護(hù)成本。芯片級(jí)異構(gòu)計(jì)算已經(jīng)成為解決計(jì)算與效能瓶頸的主流技術(shù)之一。

當(dāng)前，全球異構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域呈現(xiàn)三強(qiáng)鼎立的態(tài)勢(shì)，分別是以AMD、高通、ARM、三星、北京華夏芯等為主體的全球異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)HSA（Heterogeneous System Architecture）聯(lián)盟，以IBM、Google、英偉達(dá)為主OpenPOWER聯(lián)盟和以Intel主導(dǎo)的異構(gòu)計(jì)算體系。其中，Intel公司異構(gòu)計(jì)算體系主要為其自身系列產(chǎn)品和服務(wù)使用，在PC與高性能移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯；HSA是完全開放的異構(gòu)計(jì)算聯(lián)盟，由于ARM、高通、三星等巨頭參與，在高性能移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域擁有顯著優(yōu)勢(shì)。OpenPOWER聯(lián)盟以IBM POWER芯片架構(gòu)技術(shù)為基礎(chǔ)，成立時(shí)間最晚，主要面向高性能計(jì)算領(lǐng)域應(yīng)用。

異構(gòu)計(jì)算作為新興技術(shù)同樣面臨諸多問題和挑戰(zhàn)，例如從傳統(tǒng)同構(gòu)系統(tǒng)、片間異構(gòu)到片內(nèi)多核異構(gòu)，如何對(duì)應(yīng)不同的編程方式、軟硬件架構(gòu)以及生態(tài)系統(tǒng)等；對(duì)于異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)，無(wú)論是片間異構(gòu)還是片內(nèi)異構(gòu)，都需要考慮如何建立完善的軟硬件體系來(lái)支撐全新異構(gòu)計(jì)算體系，進(jìn)而解決生態(tài)問題，使下游產(chǎn)業(yè)鏈用戶主動(dòng)采用異構(gòu)計(jì)算技術(shù)。為應(yīng)對(duì)以上困難及挑戰(zhàn)，在以上三強(qiáng)中，Intel基于其工藝、技術(shù)的先進(jìn)性，在PC領(lǐng)域已向異構(gòu)計(jì)算技術(shù)路徑發(fā)展，目前已有CPU和GPU構(gòu)成的片間異構(gòu)和X86加SSE（Streaming SIMD Extensions）DSP的片內(nèi)異構(gòu)產(chǎn)品，并擇機(jī)向智能終端等移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域拓展。Intel公司在2015年6月以167億美元收購(gòu)全球第二大FPGA公司Altera，成為目前全球唯一具備在片內(nèi)實(shí)現(xiàn)CPU+GPU+DSP+FPGA異構(gòu)能力的公司。OpenPOWER利用Power8等芯片在高性能計(jì)算領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和IBM產(chǎn)品的應(yīng)用生態(tài)基礎(chǔ)，在高性能計(jì)算領(lǐng)域占有優(yōu)勢(shì)。OpenPOWER中CPU供應(yīng)商IBM聯(lián)合GPU芯片供應(yīng)商英偉達(dá)、FPGA供應(yīng)商賽靈思發(fā)布了CPU+GPU+FPGA的片間異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)，主要面向高端服務(wù)器市場(chǎng)。HSA主要提供片內(nèi)異構(gòu)多核解決方案——從片內(nèi)異構(gòu)IP（Intellectual Property）核到片內(nèi)異構(gòu)芯片，有效地解決了應(yīng)用軟件的重用和互用，以開放方式合作共建全球異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

自2010年起，全球主流芯片廠商均加大新一代異構(gòu)多核處理器芯片（片內(nèi)異構(gòu)）的研發(fā)力度。2015年10月，AMD發(fā)布全球第一款支持HSA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的片內(nèi)異構(gòu)（CPU+GPU）多核桌面計(jì)算機(jī)處理器芯片；ARM和Imagination預(yù)期在2016年推出支持HSA架構(gòu)的異構(gòu)處理器IP核；我國(guó)華夏芯已發(fā)布支持HSA處理器系列工具鏈，并即將發(fā)布基于CPU、GPU、DSP的三核異構(gòu)處理器內(nèi)核的IP核及產(chǎn)品；聯(lián)發(fā)科發(fā)布了片內(nèi)異構(gòu)處理器的路線圖；高通、三星以及英偉達(dá)和IBM正在合作研發(fā)片內(nèi)異構(gòu)處理器產(chǎn)品。由此可見，異構(gòu)處理器大規(guī)模應(yīng)用的爆發(fā)期即將到來(lái)。預(yù)計(jì)未來(lái)全球范圍內(nèi)，在手機(jī)、平板及其他嵌入式芯片等高性能移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域，異構(gòu)多核芯片市場(chǎng)規(guī)模約20億片，銷售額約400億美元；在臺(tái)式電腦、筆記本電腦及工業(yè)控制等個(gè)人及專業(yè)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，市場(chǎng)規(guī)模約3億片，銷售額約550億美元；在大數(shù)據(jù)、人工智能等高性能計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，市場(chǎng)規(guī)模約1000萬(wàn)片，銷售額約200億美元。當(dāng)前，全球正在研發(fā)片內(nèi)異構(gòu)處理器IP核的公司主要有ARM、Imagination和北京華夏芯，已經(jīng)推出或者計(jì)劃推出異構(gòu)多核處理器芯片的企業(yè)主要有AMD、Intel、高通、英偉達(dá)等。

全球HSA、OpenPOWER等異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟其主要目標(biāo)有兩個(gè)：一是主導(dǎo)制定與異構(gòu)計(jì)算相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，推動(dòng)產(chǎn)品互操作性測(cè)試和驗(yàn)證；二是聯(lián)盟成員合作共建異構(gòu)計(jì)算全球應(yīng)用生態(tài)，共同抗衡Intel公司在異構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。目前異構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域在全球影響最大、最先推出產(chǎn)品的HSA聯(lián)盟是2012年由美國(guó)AMD公司發(fā)起，由約60家處理器設(shè)計(jì)、工具設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等公司以及大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)共同組成。該聯(lián)盟成員有AMD、ARM、高通、三星、聯(lián)發(fā)科、德州儀器、Imagination、LG、華夏芯、華為等公司。聯(lián)盟主要目標(biāo)是：主導(dǎo)制定異構(gòu)計(jì)算相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，推動(dòng)產(chǎn)品互操作性測(cè)試和驗(yàn)證；聯(lián)盟成員合作共建異構(gòu)計(jì)算全球應(yīng)用生態(tài)?；贖SA頒布的軟硬件系列接口標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，業(yè)界可以設(shè)計(jì)非常豐富的產(chǎn)品，幾乎覆蓋了從低功耗嵌入式、智能終端、平板電腦、PC桌面系統(tǒng)到云端服務(wù)器等絕大多數(shù)設(shè)備。華夏芯在HSA聯(lián)盟中首次提出將DSP納入HSA系統(tǒng)構(gòu)架及編譯支撐，為異構(gòu)系統(tǒng)的擴(kuò)展做出了重要貢獻(xiàn)。

將推動(dòng)我國(guó)高端芯片產(chǎn)業(yè)

異構(gòu)多核計(jì)算芯片及系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于高性能計(jì)算機(jī)、桌面計(jì)算機(jī)、智能終端等消費(fèi)類電子產(chǎn)品以及裝備制造、國(guó)防軍工等各領(lǐng)域。

首先，異構(gòu)多核計(jì)算芯片具有優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)同構(gòu)多核計(jì)算芯片相比，異構(gòu)多核計(jì)算芯片優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下方面：一是性能與功耗優(yōu)勢(shì)。在同等功耗條件下，異構(gòu)多核計(jì)算芯片大幅提升計(jì)算效能。二是產(chǎn)品開發(fā)優(yōu)勢(shì)。異構(gòu)多核計(jì)算芯片基于嚴(yán)謹(jǐn)標(biāo)準(zhǔn)體系，不同種類處理器單元之間能有機(jī)融合和對(duì)接，大幅降低產(chǎn)品開發(fā)門檻，使更多開發(fā)者可加入應(yīng)用和產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新。三是差異化創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)。在兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)前提下，異構(gòu)計(jì)算鼓勵(lì)芯片設(shè)計(jì)人員自由選擇處理器單元，甚至可以設(shè)計(jì)自主的處理器和指令集，從而給處理器創(chuàng)新創(chuàng)造巨大空間。四是生態(tài)構(gòu)建優(yōu)勢(shì)。異構(gòu)計(jì)算芯片在軟、硬件之間實(shí)現(xiàn)解耦，不同廠商芯片部件之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接和整合，在生態(tài)共建方面具有著巨大優(yōu)勢(shì)，大幅降低傳統(tǒng)單核與同構(gòu)多核時(shí)代生態(tài)瓶頸所帶來(lái)的研發(fā)障礙。

其次，芯片級(jí)異構(gòu)計(jì)算推動(dòng)我國(guó)高端芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。高端芯片是軟硬件創(chuàng)新基石，盡管我國(guó)已獲得了Power、ARM、MIPS等架構(gòu)授權(quán)，但設(shè)計(jì)高端芯片所需IP不夠豐富，我國(guó)相關(guān)技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)其獲授權(quán)架構(gòu)尚不能實(shí)現(xiàn)完全解構(gòu)。如不能完全掌握IP核技術(shù)，那么一旦授權(quán)中止，仍存在斷貨及安全風(fēng)險(xiǎn)，因此目前不能算自主可控。同時(shí)我國(guó)雖已在MIPS等指令集核心芯片上取得一定技術(shù)與市場(chǎng)進(jìn)展，但后續(xù)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)仍面臨巨大挑戰(zhàn)。指令集并沒有優(yōu)劣之分，任何一個(gè)完備指令集都能夠用來(lái)編程實(shí)現(xiàn)用戶給定的任務(wù)，生態(tài)環(huán)境建設(shè)是指令集優(yōu)劣唯一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)產(chǎn)高端芯片所要進(jìn)入的市場(chǎng)是傳統(tǒng)處理器大廠已經(jīng)幾乎壟斷的市場(chǎng)，在市場(chǎng)和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，選擇非主流技術(shù)路線就意味著脫離了生態(tài)環(huán)境大家庭，注定沒有發(fā)展出路。唯有兼容主流，依靠其生態(tài)、發(fā)展其生態(tài)，才能使國(guó)產(chǎn)處理器站在一個(gè)比較高的起點(diǎn)上，具備與國(guó)際廠商同臺(tái)競(jìng)技的資格。當(dāng)前，處理器對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的依賴從PC開始逐步減弱。因此，從工控市場(chǎng)、手機(jī)、智能電視、車載終端到高端服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備，國(guó)產(chǎn)高端芯片生態(tài)系統(tǒng)的問題都能夠相對(duì)容易解決。隨著HSA的建立與發(fā)展，HSA框架下的生態(tài)問題變得越來(lái)越小。在HSA框架下，生態(tài)系統(tǒng)支持由包括ARM、AMD、高通、Imagination、聯(lián)發(fā)科、華夏芯等數(shù)十家芯片公司在內(nèi)的HSA直接提供，無(wú)需開發(fā)獨(dú)立生態(tài)系統(tǒng)。當(dāng)前，CPU+GPU+DSP+FPGA的異構(gòu)融合是芯片領(lǐng)域的主流發(fā)展趨勢(shì)之一，這對(duì)我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇，需進(jìn)一步加大布局，盡快推動(dòng)異構(gòu)計(jì)算芯片技術(shù)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)建立。

發(fā)展異構(gòu)多核計(jì)算芯片技術(shù)與產(chǎn)業(yè)，第一，可以擺脫我國(guó)在傳統(tǒng)架構(gòu)芯片上與Intel等國(guó)外主流芯片廠商競(jìng)爭(zhēng)的不利局面。在異構(gòu)處理器芯片上，我國(guó)與國(guó)外主流處理器廠商處在同一起跑線上，共同參與新一代異構(gòu)多核處理器的設(shè)計(jì)、測(cè)試與應(yīng)用。第二，可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)多核處理器與國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接與共同支撐，基于國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)和國(guó)產(chǎn)異構(gòu)多核處理器，形成牢固支撐中國(guó)信息安全的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)平臺(tái)。第三，可以構(gòu)建由中國(guó)主導(dǎo)的異構(gòu)計(jì)算應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)。借助我國(guó)在市場(chǎng)、應(yīng)用等方面優(yōu)勢(shì)地位和影響力，形成完全自主可控國(guó)產(chǎn)高端處理器生態(tài)系統(tǒng)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新，兼容并蓄，使之成為國(guó)際主流的技術(shù)路徑和生態(tài)體系。

應(yīng)加快推進(jìn)我國(guó)異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)實(shí)力

我國(guó)目前除華夏芯、華為和江南計(jì)算技術(shù)研究所外，尚無(wú)其他從事完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)異構(gòu)多核芯片設(shè)計(jì)公司。當(dāng)前我國(guó)發(fā)展芯片級(jí)異構(gòu)計(jì)算技術(shù)與產(chǎn)業(yè)存在追蹤片內(nèi)異構(gòu)計(jì)算的大學(xué)和企業(yè)少、投入不足、整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)薄弱、缺乏高端人才等諸多問題。

近二十年來(lái)，我國(guó)開展多個(gè)核心處理器研究項(xiàng)目，取得了包括龍芯、申威、飛騰、眾志、兆芯、中晟宏芯等一系列國(guó)產(chǎn)處理器成果，覆蓋了幾乎國(guó)際上所有主流、非主流的指令架構(gòu)。例如：中科院龍芯以MIPS核心架構(gòu)為基礎(chǔ)開發(fā)了一系列高端處理器，江南計(jì)算技術(shù)研究所研制的申威處理器，我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)基于ARM V8指令集的FT-1500A系列處理器，上海兆芯收購(gòu)了我國(guó)臺(tái)灣威盛VIA的X86技術(shù)和梯隊(duì)，研發(fā)基于Intel X86構(gòu)架超標(biāo)量CPU處理器，蘇州中晟宏芯參加OpenPOWER聯(lián)盟，研制了IBM Power 8 CPU。以上成果主要集中在傳統(tǒng)同構(gòu)計(jì)算處理器領(lǐng)域，與國(guó)外同構(gòu)計(jì)算處理器最高水平差距約在一代左右。

在芯片級(jí)異構(gòu)計(jì)算領(lǐng)域，目前華夏芯、華為、江南計(jì)算技術(shù)研究所正在開展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)異構(gòu)處理器設(shè)計(jì)研發(fā)。其中，華為主要以ARM異構(gòu)計(jì)算處理器核為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)異構(gòu)計(jì)算芯片和下游產(chǎn)品。江南計(jì)算技術(shù)研究所研制了“申威-3”高性能異構(gòu)眾核處理器，是國(guó)際上首款萬(wàn)億次片上融合異構(gòu)眾核處理器，成功應(yīng)用于“神州VI”超級(jí)計(jì)算機(jī)。華夏芯公司設(shè)計(jì)的CPU+GPU+DSP芯片IP核平臺(tái)，從指令集、微架構(gòu)到工具鏈具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在高性能移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先地位。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域主要遵循跟隨戰(zhàn)略，導(dǎo)致在核心技術(shù)領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力弱，缺乏話語(yǔ)權(quán)。例如，對(duì)異構(gòu)處理器新技術(shù)不敏感，沒有及時(shí)跟進(jìn)HSA的硬件、過渡語(yǔ)言和并行編程軟件的路線圖與協(xié)議等。

一是對(duì)異構(gòu)計(jì)算芯片的重要性認(rèn)識(shí)不足，相關(guān)研發(fā)機(jī)構(gòu)少。片內(nèi)異構(gòu)多核計(jì)算芯片是構(gòu)建中國(guó)處理器產(chǎn)業(yè)全球優(yōu)勢(shì)的重要機(jī)遇，但國(guó)內(nèi)除華夏芯、華為、江南計(jì)算技術(shù)研究所等少數(shù)企事業(yè)單位外，大部分處理器設(shè)計(jì)企事業(yè)單位仍在花巨資許可、引進(jìn)、研發(fā)傳統(tǒng)同構(gòu)多核計(jì)算架構(gòu)。這可能導(dǎo)致異構(gòu)多核計(jì)算核心專利、生態(tài)系統(tǒng)被國(guó)外巨頭搶先布局和壟斷，阻礙我國(guó)核心芯片技術(shù)突破和創(chuàng)新。

二是異構(gòu)計(jì)算系統(tǒng)技術(shù)包括芯片、總線及接口、編程工具、存儲(chǔ)管理、應(yīng)用軟件技術(shù)等等。異構(gòu)多核芯片原始創(chuàng)新投入大，一般企業(yè)承受力有限。在核心技術(shù)諸如異構(gòu)多核架構(gòu)指令集、微架構(gòu)、工具鏈設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)需投入大量資金和時(shí)間以實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)突破，導(dǎo)致企業(yè)自身壓力大。

三是對(duì)異構(gòu)多核高端處理器芯片領(lǐng)域的新態(tài)勢(shì)、新商業(yè)模式研究較少，不擅長(zhǎng)利用全球高端處理器芯片開放技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)資源。我國(guó)到目前為止尚未有效實(shí)現(xiàn)利用自身巨大市場(chǎng)和用戶資源優(yōu)勢(shì)影響全球高端處理器芯片相關(guān)聯(lián)盟朝著對(duì)我國(guó)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)突破有利的方向發(fā)展。

四是發(fā)展異構(gòu)多核高端芯片，需要一流的技術(shù)人才支撐，而我國(guó)大部分高端處理器芯片設(shè)計(jì)企業(yè)起點(diǎn)低、基礎(chǔ)薄弱，缺乏核心技術(shù)領(lǐng)軍人才和高端設(shè)計(jì)人才。我國(guó)高端處理器芯片產(chǎn)業(yè)需在全球范圍內(nèi)吸納高端技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才。

借船出海 建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)

異構(gòu)計(jì)算并不容易，筆者建議應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手。

首先，以芯片級(jí)異構(gòu)計(jì)算技術(shù)推動(dòng)高端芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。異構(gòu)計(jì)算芯片非常好地支持了全球信息技術(shù)領(lǐng)域計(jì)算與通信、軟件與硬件、高性能與低功耗等不同領(lǐng)域技術(shù)融合發(fā)展趨勢(shì)。目前我國(guó)高端處理器芯片設(shè)計(jì)企業(yè)基礎(chǔ)薄弱，缺乏核心技術(shù)，沒有形成合力，僅憑自身實(shí)力無(wú)法與國(guó)際主流廠商對(duì)等抗衡。芯片級(jí)異構(gòu)計(jì)算技術(shù)是一個(gè)重要的發(fā)展機(jī)遇，依托HSA全球聯(lián)盟，建立有利于我國(guó)的優(yōu)勢(shì)生態(tài)，可迅速推動(dòng)我國(guó)高端芯片技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，后發(fā)趕超。我們應(yīng)當(dāng)抓住這一處理器領(lǐng)域千載難逢的創(chuàng)新和發(fā)展機(jī)遇，積極把片內(nèi)異構(gòu)計(jì)算與我國(guó)高端處理器芯片技術(shù)的發(fā)展、工業(yè)4.0、互聯(lián)網(wǎng)+以及大眾創(chuàng)業(yè)、萬(wàn)眾創(chuàng)新緊密結(jié)合。

其次，以異構(gòu)計(jì)算芯片推動(dòng)端計(jì)算融合發(fā)展。當(dāng)前，新一代信息技術(shù)加速向生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)滲透，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)融合創(chuàng)新，并驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)信息領(lǐng)域企業(yè)加速向?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。端計(jì)算體系相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品正向形態(tài)多樣、高效智能、全面滲透的方向融合發(fā)展，由此對(duì)端計(jì)算芯片也提出更高性能需求（需要既能滿足計(jì)算密集應(yīng)用，也能滿足數(shù)據(jù)密集應(yīng)用的需求）。異構(gòu)計(jì)算芯片將海量數(shù)據(jù)級(jí)并行作業(yè)從過去由CPU承擔(dān)分配到GPU和DSP中運(yùn)行，并讓CPU、GPU、DSP處理器之間實(shí)現(xiàn)協(xié)同計(jì)算，消除過去同構(gòu)計(jì)算時(shí)CPU、GPU、DSP之間數(shù)據(jù)同步和傳輸開銷，從而數(shù)十倍提升計(jì)算效能。片內(nèi)異構(gòu)計(jì)算芯片既能滿足計(jì)算密集型高性能計(jì)算應(yīng)用的需求，也能滿足數(shù)據(jù)密集型事物處理應(yīng)用的需求，可作為發(fā)展端計(jì)算技術(shù)體系的重要核心技術(shù)。

再次，依托HAS借船出海，建立高端芯片產(chǎn)業(yè)生態(tài)。我國(guó)應(yīng)積極參與全球異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)研究、共建項(xiàng)目。2010年后，異構(gòu)計(jì)算技術(shù)與產(chǎn)業(yè)才在全球發(fā)展，雖然美國(guó)在芯片領(lǐng)域有更多的技術(shù)、市場(chǎng)與生態(tài)優(yōu)勢(shì)，但參與、主導(dǎo)并推廣HSA讓我們有機(jī)會(huì)和美國(guó)站在異構(gòu)計(jì)算同一個(gè)起跑線上。當(dāng)前，華夏芯已經(jīng)成為HSA的董事、發(fā)起人（Promoter），2015年10月21日，華夏芯公司副總當(dāng)選為HSA總裁。通過HSA聯(lián)盟借船出海，依托全球?qū)笽ntel產(chǎn)業(yè)力量，面向兼容標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建高端芯片自主核心技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)是可行途徑。

最后，盡快籌建我國(guó)新一代異構(gòu)多核計(jì)算芯片產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。當(dāng)前，我國(guó)應(yīng)積極籌建新一代異構(gòu)多核計(jì)算芯片產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，打造有利于我國(guó)自主發(fā)展和主導(dǎo)的國(guó)際化生態(tài)應(yīng)用系統(tǒng)。異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)分工細(xì)，在專用領(lǐng)域技術(shù)門檻高，創(chuàng)新空間大，這些特征非常有利于我國(guó)的相關(guān)企業(yè)和研究單位的共同參與，發(fā)揮我國(guó)在軟件應(yīng)用與（集成電路）定制芯片方面的群體優(yōu)勢(shì)，提升異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)在全球的份額和地位；同時(shí)，構(gòu)建我國(guó)異構(gòu)計(jì)算產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)也將為相關(guān)企業(yè)參與國(guó)際一流的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)協(xié)作提供了前所未有的舞臺(tái)。