1、概念
所谓异构计算,是指CPU+ GPU或者CPU+ 其它设备(如FPGA等)协同计算。
一般我们的程序,是在CPU上计算。但是,当大量的数据需要计算时,CPU显得力不从心。那么,是否可以找寻其它的方法来解决计算速度呢?那就是异构计算。例如可利用CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、甚至APU(Accelerated Processing Units, CPU与GPU的融合)等计算设备的计算能力从而来提高系统的速度。
2、必要性
以汽车和人工智能来说明异构处理器的必要性,在汽车上异构系统可以帮助降低成本,在人工智能领域,异构系统可以实现扩展并动态地匹配计算力。
人工智能建立在专家系统 、机器学习和神经网络之上,神经网络的特点是矩阵和矢量运算,需要很大的数据带宽,异构系统可以和CPU紧密耦合实现最大的灵活性。
3、好处
异构系统可以避免显式拷贝,最新的异构计算理论上要求实现CPU、GPU、DSP 等计算单元实现内存统一寻址,使CPU、GPU等计算单元可以共享内存,不必将数据复制一份到对方的内存区域中。异构系统还可以把任务快速卸载到最适合的架构上,另外异构还提供一个平台,以减少具有多种处理器类型的系统中的软件复杂性。异构系统还有以下好处:
1. 可以让CPU、GPU和其他加速器 共享内存,因此可共享虚拟内存(SVM)支持;
2. 不同的代理访问相同的内存位置;
3. 软件开发人员通过大量使用指针链接的数据结构编写代码;
4. 主机操作系统和管理程序控制系统内存管理功能;
5. 通用HSA驱动程序和代理HSA驱动程序协作以实现代理之间的SVM;
6. MMU驱动程序支持代理MMU,如果它需要自己的页表等。
4、结语
随着国内业界对异构计算和HSA(全球异构系统架构 )认识的深入,越来越多的单位在异构计算领域开始了实质性研发,目前加入或正在申请加入全球异构系统架构(HSA)联盟中国区域委员会(CRC)的中国本土单位已达50余家,各相关行业的领先企业、科研院所和知名专家学者均踊跃参与相关活动,出谋划策,助力自主创新的异构计算标准的顶层设计与实施规划。
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