前些天孩子問，大猩猩那么大力量為啥還被人關(guān)籠子里。這是一個很簡單卻又復雜的問題，人學會了使用恰當?shù)墓ぞ呓M合從而能夠制服更龐大的動物。適者生存，人類能夠超越其他物種的原因是學會使用工具，而每一次社會的進步都離不開新工具應用的推動，隨著智能計算逐漸滲透到數(shù)字世界的方方面面，如何更高效的應用智能計算是所有致力于改變世界的開發(fā)者需要面對的關(guān)鍵難題。
隨著各種智能化應用的普及，智能計算與原有ICT產(chǎn)業(yè)應用的融合逐漸深入。智能計算和人工智能的概念由來已久，可惜之前的幾十年里算力一直是其應用的最大障礙，當算力的提升突破一個界限之后智能計算應用瞬間就殺入到各個行業(yè)中，逐漸扮演起行業(yè)變革的最佳驅(qū)動引擎。不過突如其來的疫情給了全球科技界一個重新審視科技發(fā)展與應用效能的中場休息，人工智能的價值得以重新審視。人工智能并不是沒有邊際的算力大爆炸，動輒要幾個水電站才能支撐起的超級計算中心并非人們期待的最優(yōu)解，隨之而來的問題是人們開始對智能計算的應用效率特別是能源效率更為關(guān)注，更貼近應用端的智能化產(chǎn)業(yè)融合逐漸成為人工智能更務(wù)實的選擇。
高效而靈活的異構(gòu)計算體系和邊緣智能應用的普及帶來的是新一輪的技術(shù)變革，在適者生存的自然法則下，自適應計算儼然成為促成智能化應用與碳中和完美融合的標準答案。
生態(tài)系統(tǒng)，是如今科技圈躲不開的體系組成，正如我們謀求的是多物種共存共繁榮的綠色地球一樣，智能計算領(lǐng)域也需要多種不同生態(tài)共存才能構(gòu)建繁榮的智能化應用未來。只需要細心留意身邊的諸多應用，我們就能發(fā)現(xiàn)，兼顧能源效率和處理能力的先進系統(tǒng)中已經(jīng)很少依靠單一處理器架構(gòu)運作，比如最近流行的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)因為依靠大量簡單的矩陣乘法和矩陣加法運算，因此在效率方面密度更大的GPU甚至更專業(yè)的NPU的計算效率都要遠勝于通用的CPU。基于不同任務(wù)的處理需求去選擇不同的處理結(jié)構(gòu)讓異構(gòu)計算成為系統(tǒng)設(shè)計的主流，無論是板級異構(gòu)體系還是芯片級異構(gòu)SoC，都將考驗應用設(shè)計者對多種處理架構(gòu)協(xié)同工作的融合能力。異構(gòu)計算的出現(xiàn)，根據(jù)實際應用的運算架構(gòu)差異，選擇更為恰當?shù)奶幚砥鬟M行針對性任務(wù)執(zhí)行，能大幅提升計算效率和能源效率，更充分的實現(xiàn)能效和處理能力的優(yōu)化融合。
但隨之而來的問題是，器件或微系統(tǒng)的復雜度大幅度提升，對應用的開發(fā)者提出了更為苛刻的要求，即必須從熟練掌握圍繞單一處理架構(gòu)設(shè)計轉(zhuǎn)變?yōu)榫ㄖ辽賰煞N處理器架構(gòu)應用層設(shè)計的復合型人才，而熟練掌控兩種處理器體系所需要的知識積累并非1+1=2那么簡單。這個時候開發(fā)者最需要的是什么？是可以幫助他們快速跨過不同處理架構(gòu)的基礎(chǔ)硬件設(shè)計，盡可能縮減不同硬件體系的應用程序開發(fā)兼容性，理想狀況下只需要他們針對自己應用開發(fā)上層的系統(tǒng)級設(shè)計。能夠快速幫助開發(fā)者消除異構(gòu)計算中的處理資源分配的選擇問題，實現(xiàn)充分發(fā)揮異構(gòu)體系不同內(nèi)核的最高任務(wù)執(zhí)行效率，這就是自適應計算出現(xiàn)的價值。
作為自適應計算概念的提出者，賽靈思很早就開始對優(yōu)化異構(gòu)計算開發(fā)的探索，從十幾年前的Zynq架構(gòu)的誕生開始，賽靈思秉承幫助開發(fā)者簡化對異構(gòu)計算中底層硬件開發(fā)所需的知識積累，采用更為系統(tǒng)化的設(shè)計理念去發(fā)揮異構(gòu)SoC內(nèi)不同處理架構(gòu)的優(yōu)勢，進而實現(xiàn)更為高效的任務(wù)處理和系統(tǒng)設(shè)計。特別是伴隨著FPGA這種并行處理架構(gòu)在大規(guī)模計算和原型設(shè)計中越來越受歡迎，F(xiàn)PGA+XXX的異構(gòu)設(shè)計已經(jīng)成為主流。如何幫助系統(tǒng)級應用的開發(fā)者特別是偏應用軟件開發(fā)者無需重新學習并不熟悉的VHDL這樣的傳統(tǒng)硬件開發(fā)語言，這就是Vivado最典型的價值，在異構(gòu)SoC的基礎(chǔ)上，利用優(yōu)化的開發(fā)軟件實現(xiàn)對多內(nèi)核的控制和調(diào)用。
如今，無論是大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，還是以智能計算驅(qū)動的新一代應用和任務(wù)處理，基于異構(gòu)的硬件新平臺再一次呼喚擺脫傳統(tǒng)觀念束縛的新設(shè)計思維，從而將開發(fā)者的時間更多的聚焦到應用端的創(chuàng)新，而不需要考慮異構(gòu)內(nèi)核之間的效率和分配問題。自適應計算意味著硬件將針對應用進行調(diào)整和優(yōu)化，而不是將應用映射到預定義的硬件架構(gòu)上。有了自適應計算，我們可以欣然接受特定域架構(gòu)的概念并渴望實現(xiàn)整個應用加速。自適應計算可提供一個平臺來構(gòu)建高度優(yōu)化的解決方案，從而滿足新一代工作負載所需的性能、功耗和成本要求。基于自適應計算的理念，異構(gòu)處理架構(gòu)的范圍可從邊緣延伸到云端。
基于自適應計算理念的產(chǎn)品性能實現(xiàn)階梯式跨越
自適應計算改變的不僅是開發(fā)者的設(shè)計思維，同樣讓賽靈思自己實現(xiàn)了從硬件廠商向平臺化廠商的蛻變，也讓其從以FPGA產(chǎn)品為主的硬件企業(yè)，逐步向以應用為導向的創(chuàng)新企業(yè)轉(zhuǎn)型。在這個轉(zhuǎn)變的過程中，不可比秒你的再次遇到一個問題，如果自適應計算可以更好的發(fā)揮人工智能的應用效能，那么自適應計算如何對具體的智能應用賦能。
談及對應用賦能不外乎兩個方面的體現(xiàn)，一個是增加新的應用方向或應用體驗，一個是加速創(chuàng)新的步伐或者說簡化應用設(shè)計的開銷。在以平臺化視角看待的應用創(chuàng)新中，我們能感受到早已超越傳統(tǒng)FPGA范疇的MPSoC、RFSoC以及新的VersalACAP平臺帶來的強大的處理性能和廣泛的技術(shù)集成，使得傳統(tǒng)的設(shè)計能夠得以更好的應用擴展以及引入更多的應用體驗。貫徹自適應計算精髓的Vitis統(tǒng)一軟件平臺，則明顯跨越了異構(gòu)硬件設(shè)計的鴻溝，通過在通用自適應計算架構(gòu)上運行，其緊密耦合的 AI 引擎、自適應引擎和標量引擎將用于驅(qū)動數(shù)據(jù)速率、存儲器帶寬和時延方面所需的性能，以及提高算法和軟件開發(fā)人員的生產(chǎn)力，從而實現(xiàn)更快的迭代。
自適應計算的賦能，讓我們看的了全新的一個以FPGA為原點的新異構(gòu)計算生態(tài)系統(tǒng)，這個系統(tǒng)里不僅有服務(wù)器優(yōu)先的智能化應用主戰(zhàn)場，同樣涵蓋了面向廣播、專業(yè) AV 和消費類電子產(chǎn)品、汽車與自動駕駛、工業(yè)視覺、醫(yī)療和科學、測試測量和仿真以及航空航天和國防等核心市場的解決方案。借助自適應計算理念和統(tǒng)一軟件平臺Vitis，為基于賽靈思硬件的各種應用平臺提供了更強大的可擴展性和靈活性，結(jié)合FPGA架構(gòu)天然在人工智能推斷應用中的技術(shù)優(yōu)勢，能夠?qū)C器學習和人工智能推斷應用在異構(gòu)體系下進行最有能效的任務(wù)執(zhí)行，從而再次體現(xiàn)將應用智能化與碳中和理念的完美融合。
從VIVADO到Vitis，賽靈思軟件踐行了超越硬件差異并面向應用導向的設(shè)計思路轉(zhuǎn)型
也許你正在從事跟智能化計算相關(guān)的工作，也許你已經(jīng)看到人工智能與產(chǎn)業(yè)應用結(jié)合迸發(fā)的無限商機，也許你正致力于在高性能計算平臺上創(chuàng)造更前沿的智能化應用，也許你僅僅是覺得自己不應該錯過人工智能與行業(yè)應用融合的新技術(shù)浪潮，那我建議你現(xiàn)在就去了解一下賽靈思的自適應計算生態(tài)體系，別說我沒告訴你，
就在11月16日開始，持續(xù)五周的XilinxAdapt 2021線上大會將拉開帷幕
，將全面圍繞自適應計算和各類典型行業(yè)應用進行最詳細和最前沿的技術(shù)解讀，中國站為本土市場量身打造，以賽靈思本地專家解讀和合作伙伴分享為特色，涵蓋了從數(shù)據(jù)中心、有線/無線通信、汽車電子、專業(yè)音視頻、工業(yè)自動化、機器視覺、醫(yī)療、消費電子等不同應用領(lǐng)域的方案解讀和案例分享。
另外，大會還設(shè)置 “開發(fā)者專場”，從 Vivado、Vitis以及Vitis AI等開發(fā)環(huán)境和工具的技巧與方法論討論，再到開發(fā)資源的分享，幫助客戶加速創(chuàng)意實現(xiàn)。幾十場的行業(yè)專家報告，總有一場能幫您發(fā)現(xiàn)自適應計算生態(tài)下屬于自己的那片天地。
