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一套方案支持所有架构,英特尔「oneAPI」准备统一硬件加速,并提供指数级速度提升

为了「让每一个晶体管都派上用场」英特尔正准备推出一统所有计算架构的编程工具 One API。8 月 28 日,英特尔在北京向人们全面介绍了 One API 项目,这一横跨 CPU、GPU、FPGA、AI 芯片和其他加速器的强大工具将于今年第四季度发布首个开发者测试版本。

「One API 从硬件架构开始,基于数据中心的计算能力,」英特尔图形架构软件事业部副总裁,软件产品部门负责人 William Savage 在活动中表示。「今天的数据中心基本都是以 CPU(标量)为主的,但还有 FPGA(空间)、GPU(矢量)、AI 专用芯片(矩阵)等计算能力。」

William Savage 在活动中向我们介绍了 OneAPI 的愿景。

英特尔推出的 One API 是一个统一的软件架构,这家公司希望能够跨硬件、跨厂商地把不同硬件加速能力统一。总的来说,「One API」是指:

  • 高性能编程语言:One API 包括一个全新的直接编程语言 Data Parallel C++ (DPC++),这是一个可替代单架构专用语言的开放式、跨行业的编程语言。通过使用开发者熟悉的编程模型,DPC++ 能够提供并行编程的效率和性能。DPC++以 C++为基础,融合了 Kronos Group 的 SYCL,并包含在一个开放社区流程中开发的语言扩展。
  • API 和库:One API 强大的库跨越多个可受益于加速的工作负载领域。库函数针对每个目标架构都进行了定制编码。
  • 分析与调试工具:在领先的分析工具的基础上,英特尔将提供加强版的分析与调试工具,以支持 DPC++和广泛的 SVMS 架构。

所有这些都是为了更好的性能而准备的。今年,英特尔提出了创新的六大技术支柱,其中包括制程和封装、架构、内存和存储、互连、安全、软件。这家公司认为,对于不断推陈出新的硬件架构,每一个数量级的性能提升潜力,软件就能带来两个数量级的性能提升。面对硬件计算架构的多元化趋势,拥有一套跨平台的通用软件工具,对于获得性能的指数级扩展至关重要。

One API 旨在提供一个统一的编程模型,以简化跨不同计算架构的应用程序开发工作。英特尔广泛的计算产品组合目前已经包含 AI 专用加速器、FPGA 和可扩展商用 CPU 至强系列,其提供的软件解决方案将帮助开发者们充分释放硬件性能。

「国内目前各家科技巨头都在开发自己的硬件架构,这需要耗费大量的人才和精力,」William Savage 表示。「英特尔试图把硬件能力抽象出来,把最经典的能力转化为 API,最大化硬件潜力。我们提供的库可以被很多深度学习框架开发者使用,其中包括 TensorFlow、PyTorch、百度飞桨等等。这些框架是面向数据科学家的,他们对于硬件的知识或许不多,但是对于数据科学的知识可以让他们开发出强大的工具。」

无论是高级编程语言还是架构库,英特尔的重点都将放在提供全面的性能上。在 oneAPI 项目中,英特尔携手行业开发了一种叫做 Data Parallel C++(DPC++)的全新的语言,以支持实现横跨 SVMS 架构的数据并行编程。「多元化架构需要全新的编程语言,」英特尔架构、图形与软件部副总裁兼编译器与语言部门总经理 Alice Chan 指出,「英特尔现在开发的新语言 Data Parallel C++,它是开放的、基于标准的,能够跨不同的硬件架构提供高性能。为英特尔硬件和全行业提供毫不妥协的高性能和生产效率。」

英特尔架构、图形与软件部首席工程师 Eric Lin 接着针对 AI 和数据分析等领域介绍了英特尔 oneAPI 的高性能库、框架优化,以及 OpenVINO 的部署。英特尔的高性能库,如英特尔数学核心函数库(MKL)、数据分析加速库(DAAL)和面向深度神经网络英特尔数学核心函数库(MKL-DNN)等,都已集成于 oneAPI 之中,为开发者屏蔽硬件复杂性,让开发者得以随时获取高性能。Eric 还介绍:「OpenVINO 所做的事情就是让开发者直接用一个统一 API。OpenVINO 是我们实际的商业部署,帮开发者完成简单的开发、简单的维护、并带来高性能,它展示了 oneAPI 愿景的现实。」

英特尔将 One API 中的工具形容为「更加底层」的工具。「今天的数百万开发者都是基于高层接口开发行业应用,他们采用的中间件和框架,来自于数量仅有几万的工具开发者,」William Savage 介绍道。「One API 的编程语言与库是在中间件和框架以下的层,这一层非常接近于硬件。英特尔选择这个位置,意味着产品可以对于软件堆栈产生更大影响。」

目前,英特尔的优化工具已经进入谷歌、Facebook、百度的产品堆栈框架中了。对于开发者们来说,他们不需要关心工具背后的变化,就已经可以获得优化后的效果。

英特尔 oneAPI 计划,以单一解决方案支持全部硬件架构,将帮助开发者们充分释放当前、以及未来硬件的全面性能,除了未来即将推出的 AI 芯片、GPU 和 FPGA 之外,即将推出的工具也将向前支持目前已有的硬件体系。英特尔将在 2019 年第四季度发布一个 oneAPI 开发者测试版本,并披露更多项目相关细节。

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https://www.intel.com/content/www/us/en/company-overview/company-overview.html
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