为领域加速、为AI赋能:中科驭数携专用计算架构全栈式解决方案亮相双创周


6月13日,为期七天的“2019年全国公共创业创新周北京会议和中关村创新创业季”在中关村国家自主创新示范区展览中心举行。其中,中国科学院计算技术研究所的中药数量带来了KPU-Conflux-1800芯片,加速器板数量和基于KPU的软件堆栈解决方案,引领主题展览。

img_pic_1560846231_0.jpeg

以KPU为核心的完整软件堆栈解决方案在创新中首次亮相并引领主题展览

随着智能物联网时代的到来,出现了大量的场景和需求,包括人工智能,云计算,边缘计算,区块链,智能驾驶和富媒体应用。该行业的数字化导致数据量的爆炸式增长。根据美国发布的《2016-2045年新兴科技趋势》,自2015年以来,全球数据量每两年翻一番。与此同时,经过半个多世纪的“过程架构”两轮驱动,该芯片的计算能力得到了提升接近某些物理极限。

中科公司创始人兼首席执行官齐桂海表示,目前芯片晶体管密度在过去三年的年增长率仅为3.5%,而摩尔定律的失败已基本宣布。 5G技术带来的“终端云集成”创造了对数据处理的严格要求。特别是在金融和人工智能等热门领域,几乎有超过90%的数据由于计算能力不足而无法使用。此外,数据信息格式的多样性也导致了数据处理和管理的信息孤岛。不仅影响效率和数据价值,还限制了行业的发展。

据了解,目前硬件计算能力的提高主要取决于物理设备的积累。例如,通用处理器CPU +应用程序加速协处理器一起处理大量数据。目前,GPU(图像处理器),VPU(视频处理器),MPU(运动增强处理器)和APU(音频)已被广泛使用。处理器等主要是与多媒体的编码和解码有关的协处理器。据Gartner和IDC等分析师称,到2020年,在服务器市场,协处理器的总渗透率将超过5%,GPU以外的协处理器的渗透率将超过3%。

img_pic_1560846231_1.png

专用处理器的发展机会

然而,面对应用程序的多样性和数据的复杂性,数据的数量和数据的格式正在爆炸,导致芯片计算的“高性能”和“普遍性”,总是处于“不”状态都。”在处理当今多样化的场景时,主流使用的WINTEL(Windows + Intel)模式确实反映了许多限制。因此,如何平衡两者的性能并实现轻松着陆的实用性需要技术创新和产品实践。

齐桂海表示,目前,一些资深行业专业人士发现,通过底层基础硬件架构和上层应用的“全栈”研发定制不同的多元化解决方案将成为业界非常重要的一部分。目前,大多数企业仍然只选择以各种通用CPU为核心的服务器。即使在利用率低,购买和使用成本高的情况下,仍然没有选择。另外,现有的通用计算软件栈非常复杂,对于专用加速器来说太重了,不仅影响系统执行效率,而且不利于缩短产品上市时间。因此,这种“全栈”访问形式将是应用驱动计算范例的典型特征,从根本上清除专用加速器计算的着陆障碍。

中国的一些新兴创业公司主要是高调的AI专用加速芯片供应商。但对于金融,数据库,转码和网络安全等应用,不仅需要人工智能技术,还需要针对这些特定应用的加速解决方案。 AI芯片供应商可能难以将AI芯片设计模式或特征适应于加速应用的不同区域。此外,一些供应商提供FPGA形式的专用加速解决方案。这种方法可以相对灵活地满足不同领域客户的不同定制要求,但跨域也很难。

为了有效解决特定领域的海量数据处理问题,中国科学院计算技术研究所的中药数量基于底层核心技术,以专用芯片架构为核心,创新地采用软件定义加速器的技术路线来实现硬件和软件。协作有效的解决方案。其主要核心技术KPU(核心处理器)是一个协处理器,旨在加速特定领域核心功能的计算。中国科技部首席技术官陆文燕博士解释说,KPU以功能核心为基本单元直接抽象和高级应用程序中的计算密集型应用程序,实现以应用程序为中心的体系结构“定制” ”。 KPU可以根据需要集成数十个到数百个功能核心。在操作机制中,采用“数据驱动并行计算”架构,并且在操作期间由数据流激活不同的功能核以执行相应的计算。这可以实现从“功能核心”到计算需求的“一对一”服务,确保效率。

根据桂桂海的说法,结合团队的技术成果,在过去一年左右的时间里,中药的数量主要投入到四个主要市场的研发投入:金融,数据库加速,视频转码和网络协议转换。其中,作为第一代专用处理器芯片,该KPU-Conflux-1800定位金融领域集成了20多种内核类型,主要用于时间序列处理和数据库应用,并支持24通道数据并行。处理,峰值性能高达3.2TFLOPS,功耗仅为8W,具有非常高的性能比。完成研发后,将其交给中芯国际的55纳米工艺流程薄膜,并于7月底进行了样品采集。

img_pic_1560846231_2.jpeg

钟可伟首席执行官桂贵海为国家发展和改革委员会领导做了产品展示

除了KPU-Conflux的成功开发外,中药的数量已经完成,并与多家金融机构的多家主要客户进行技术交流,并已与客户达成战略合作意向,很快将在客户的模拟系统。目前的合作伙伴包括郑州商品交易所,上海证券交易所,中泰证券,新湖期货,微中银行等多家金融机构。根据目前的情况,TOE和数据库加速两种产品首次投入商业使用,预计从19年底到20年初逐步进入批量生产。此外,它还将重点关注人工智能在金融计算,数据库,视频转码,网络协议转换中的应用,为专用计算加速+ AI提供全面的解决方案。值得一提的是,KPU专用加速芯片将有助于填补中国计算加速协处理器领域的空白,并有可能成为世界先进队列的成员,在专用计算加速领域实现超车。

据了解,作为第五届全国双创周,本次活动的主题是“聚集活力与发展势头”,展览面积超过18,000平方米,汇集了300多个项目展示。它不仅涉及新一代信息技术,人工智能,集成电路等“高精度”硬件科技成果与北京的水平,而且还提出了一些高科技惠民项目。