開放才是未來

早在2012年，AMD就高調宣布要設計基于64-bit ARM架構的處理器，而為了在2014年處理器問世前打造一條完整的軟硬件生態鏈，AMD更是同ARM一起成立了HSA基金會（異構系統架構基金會）。HSA基金會倡導的是一種更簡單、開放，同時還可以涵蓋PC與移動設備（不光是跨 OS）的標準。目的在于通過基于GPU的并行運算來提升處理器的表現。比如圖像處理器將不僅僅用于圖像、游戲等方面，普通的任務和應用也可以用到它。

圖：HSA幫助從服務器端到移動端提升效率、降低功耗

“雖然用OpenCL這個工業標準已經能達到這種效果，但這樣的做法仍舊太復雜，而且主流的開發者也不容易接受。NVIDIA雖然大力推進自己的CUDA運算架構，不過CUDA和OpenCL是同一層面的技術，而基于私有架構的開發棧終將沒落。”

AMD中國開發合作與解決方案中心總監楚含進坦言，目前AMD所有做的事情都是為將來某一段時間產品集中爆發做技術上系統儲備。在HSA基金會中，其中的廠商從服務器到PC到手機廠商都會有，AMD將幫助各個伙伴更好的去驅動軟件生態系統，促使軟件里面的工具、軟件里面的庫、軟件里面的開發環境讓更多的人更容易的去使用。

“其次，我們將一直致力于降低功耗，這兩年我們會把生態鏈去閉環運營。在中國來說，我們有一個開發團隊會幫助國內的開發人員能夠學會如何在GPU上進行編程；而在技術層面上，我們更希望能夠向著平板電腦這個方向進行過度。 最終目的是在低功耗上推出AMD的一系列產品，x86和ARM雙核并行戰略。”

而從市場的直接反饋結果來看，AMD擁抱開放技術的策略也受到了開發者的一致歡迎。

作為軟件開發人員尤其是學生開發人群，是AMD首先取悅的人群，在前不久舉行的異構編程大賽上，AMD收到了40多個作品，從開發者的關注點來看，他們也正向著云計算、多媒體、移動互聯網應用這些深層次的產品優化的方向，同目前的行業熱點是有很好的契合點的。并且在相當多的參賽作品中，無論是學生本人，還是在導師的帶領下，這些行業還是都比較容易產生有創意或者是有深度有質量的軟件實現的算法或者產品的核心技術，而這些注定是未來軟件公司差異化的核心。

從作品的類型來看，有數據搜索和數據的作品，也有算法優化方面的內容。而在多媒體、圖形圖像方面，比如損失圖像的修復、二維圖像的三維化、圖像的拼接以及細化和分割，這些（技術）在很多領域無論是移動還是多媒體領域有著深遠的意義。

對于此次大賽的結果，楚含進表示，“大賽只是AMD對異構編程技術的一個普及推廣形式。根據以往的大賽經驗，在作品的推廣中，學生是不利的。一般參賽的大部人是年輕人，年輕人有干勁，但是他們有時只見樹木不見森林。如果把大賽中學生的每一件作品拿出來，稍加深化補充，都可以成為一個很好的分子。但是把分子作為一個產品還要花一段時間的。所以AMD一直在思考能不能把學生做的引擎收集起來，不論是計劃上的還是部分實現上的，讓他們能夠沿著這個方向更好的研究下去，產生一些有影響力的，不論是論文還是實際案例，抑或在他們自己的產品中能夠把它延伸到自己研究的領域。”

“因此，從AMD幫助學生開發技術提高來看，會做三件事，第一是與CSDN一起來探討利用學生的自身優勢和他們本身已經完成的工作，繼續能夠指導他們做一些成果出來。我們不是只針對TOP10，甚至是TOP20。第二種是扶植學生能夠真正的發布自己的作品，以及針對于當前工作真正有用的。我們給予他們業務層面的指導。還有一種想法是把他們的某一些業務成果提交給我們的客戶，這樣能把他們轉化為真正的生產力。第三點是我們希望能夠與CSDN形成一個比較切實的基于GPU的異構開發人群，然后把一些作品放在開源的社區來進行一些補充。這個項目本身不會成為一個獨立運行的具有某種功能的產品模塊，但是我們希望過開源社區的力量，把這些產品形成一種相對來說比較獨立通用的一個庫，并提供相應的訪問接口。這樣，越來越多的人就會去很容易的使用它，而且這樣可以真正的培養開發人員尤其學生的軟件產品意識。”

AMD結盟ARM, 橫跨x86和ARM架構？

目前的芯片市場，實際上是有兩大芯片陣營，ARM與x86兩大陣營在博弈。在智能手機出現之前，是通用處理器的天下，這種通用處理器包括ARM、x86。實際上更多領域用的還是通用處理器，通用處理器時代，CPU的設計是個門檻，決定這個公司的成敗。但隨著智能手機和移動互聯的大量實現，決定這個公司的未來是是否具有設計CPU以及設計多核CPU的能力。

“通用處理器的設計已經不再是門檻了，因為ARM已經把整個CPU體系幫你設計完成了。第二，Intel的x86處理器通用處理器也由于開始受到主機的云應用的影響。用戶會問，問什么要用通用處理器來做這種非通用的應用？給我一個理由，這會是一個很大的問題。”從技術層面，這背后其實系統和產品設計日益差異化需求的問題。、

在未來的CPU發展趨勢上也許我們可以看到幾個趨勢：一、像Facebook、Google已經把精力放在整個架構上，希望他們自己的服務器作為行業標準化，個性定制化？開發化，所謂的標準化就是說不需要限定在某種通用處理器，而是需要針對自己應用和系統架構構建專屬系統。二、在移動領域，芯片設計的趨勢是從通用處理器到SoC，而從SoC又逐漸是往專屬領域有獨特要求的處理器演變。這種情況下，生產通用處理器的公司會受到非常非常大的挑戰，那么將來的局面會是，任何一個行業里面的任何一個公司所生產出來的芯片不會是萬能的，應該是在本行業里有獨特的特點，符合行業的趨勢和需求。比如做手機的核心一定是通信功能，做游戲的核心一定是游戲的引擎，做服務器的核心一定是數據處理能力和帶寬和在某個領域具有處理特定需求的能力。

“AMD對于GPU的發展技術上有很獨創的見解，在游戲以及圖形圖像處理上非常的專注，所以這就是AMD能夠走SoC和將來走可定制化專用服務器領域的一個信號”，楚含進表示。

可以看到，目前x86上很多的開源項目是集成在服務器領域里面，而傳統的ARM則是集中在手機領域。兩者本質的區別是x86的開源是集中在通用處理器上，而ARM在完善了基于以linux內核為核心的一套開源系統之后，更多的會布置在專用的領域上，比如基于ARM的多媒體應用、基于ARM的編譯器，以及很多開源項目。隨著開源的項目越來越多，在這個領域就會形成一定的技術門檻，尤其是軟件技術門檻，所以x86面臨的問題就是開發者為什么要用通用處理器去做非通用的事情。在這種大的背景下，如果所有的開源都是為通用服務的話，為什么還要用通用的軟件去搭建一個需要特定處理能力的平臺？所以在目標不一致、指導思想不一致的情況下，研發人員在做開源項目的整個方向就不一樣。舉個例子，比如開源項目Ubuntu，它在PC上的用戶體驗與在手機上完全不一樣，雖然都是同一套Linux，都是開源搭出來的。它桌面的Xwindow系統都已經不再用在手機上了。如果你把Xwindow強行放在手機上，你所產生的成本，以及所占用的資源都會是很大的。那么在未來，ARM服務器和手機更交融的情況來看，ARM和x86兩種開源社區也會出現交融的情況，這種交融會帶來更多獨創的開源項目。比如在ARM上運行的底層軟件，能不能實時的在x86上運行，x86上運行的軟件能不能不改動任何代碼就放到手機上運行，現在已經有一些好的開源項目在開始做了，比如LLVM項目。

ARM和x86在服務器市場的爭奪將愈演愈烈

另一個值得關注的領域在于服務器，標志性的事件是，以Facebook、百度為首的互聯網企業已經在服務器端開始大量采用ARM架構作為存儲服務器。

對此，楚含進認為，如果把web接入、存儲服務器等高并發但輕量級應用作為當前云計算重要的落地形式，則云計算反而是ARM服務器在服務器的主要切入點。而在大數據、科學計算等領域，ARM要走的路很長。畢竟通用處理器在高性能計算，尤其是密集型計算中還是占有得天獨厚的優勢，包括其軟件。但這并不妨礙大家看到，在移動終端硬件競爭和服務器硬件競爭上面，實際上服務器還是屬于藍海。

“百度用ARM不完全是基于價格的考慮，而是基于未來百度把自己的軟件按照專屬領域的業務特點然后來配備相應的硬件而做的規劃，這種規劃會使自己從供應鏈、軟件、硬件的生態系統當中變得標準化和開放，同時也會降低整個的成本。畢竟百度是以軟件為生存的一個公司，而ARM的服務器也只是有限的部署在在百度的某些服務領域，占很小的一部分。”

那么未來服務器芯片領域的格局是什么呢？以前服務器領域傳統的格局只會是HP、DELL、IBM這些公司，而ARM服務器的出現會使得芯片公司有機會在設計服務器，或者說是類服務器的技術門檻降低。因為原來只能在x86服務器上做的東西現在有可能用低成本的ARM服務器來替代。而對于芯片廠商來說，會使許多原來認為“在x86領域做服務器門檻很高”的企業進入這個領域。這也對以前老牌的服務器廠家提出了巨大的挑戰，也就是說他如何去面對現在終端和云端這種相互的格局下能夠定位自己的產品。第二，在移動端，有著很深厚背景的公司，比如某些移動芯片制造公司，他們進入服務器領域也是有可能的，因為他們本身對ARM的技術并不缺乏，而且對自己所做的業務也很熟悉，軟件能力也很成熟，唯一缺乏的是制造服務器芯片的一顆芯。其實，很多公司已經制造出了具有服務器功能的ARM架構芯片，可是我們要看到，這并不代表他們能夠制造出真正意義上的基于ARM服務器和打造完整的ARM服務器軟件生態系統。

“很多ARM的服務器要考慮的不僅僅是功能上的，還有背板總線、內存技術、主板布置技術、電源布置技術等，這都是做服務器廠家和做移動端廠家不同的地方。現在ARM的服務器剛剛開始，原來的服務器一家獨大的場面會逐漸變得市場細分，會使更多的芯片廠商進入服務器領域中來嘗試走出自己的紅海到另外一個藍海領域中擴大自己的陣營，AMD是有限的具有制造服務器芯片和打造服務器生態鏈的基因的公司，這一點是其他廠家無可比擬的，對于AMD 的ARM服務器未來一定會引起產業的格局變化”

從公司的長遠技術趨勢來看，AMD肯定不會放棄x86的；ARM短期內在科學計算等高性能領域可能不大有很好的作為，因為其指令集架構和應用生態系統不是完全為這方面服務的。那么AMD基于ARM的異構和x86的異構在未來會不會在高性能領域成為主導呢？

楚含進表示，未來基于APU的服務器，不管是ARM異構還是x86異構，一定會為高性能領域帶來非常非常重大的影響，會在很多在非結構化數據處理方面能夠產生非常深的影響。因為在現在大數據的前提下，一些非結構化數據的處理，有的時候不能完全靠CPU的處理能力，要靠GPU和CPU的協同處理能力才能更好的有效的完成。目前中國有很多客戶對異構服務器都非常感興趣。而其實APU服務器的出現，并不是簡單的CPU和GPU的合成，而是整個系統框架的變化，是主板布局的變化，最重要的是業務模型，編程模型的變化，整個業務的部署也會隨著在不同級別服務器的部署產生很大的變化。這些都會為業界帶來很好的機會。至于下一代高性能計算的趨勢，我認為不是簡單的CPU的編程或是GPU的編程，而是要看業務，而且業務應該是與云計算綁定在一起的。開發人員與業務人員會去考慮是單純的利用CPU還是異構服務器。

而在高性能計算領域，GPU現在還是作為CPU的協作處理器存在，通過PCIE傳輸數據，對異構計算而言，這似乎是一個嚴重的瓶頸。

楚含進認為，GPU現在有兩個問題。第一，硬件瓶頸問題，就是GPU與CPU之間的通訊和數據搬遷造成成性能功耗的問題。第二，GPU作為一個協處理器或者將來作為一個可編程處理器，如何讓用戶更容易編程，這是GPU如何作為通用處理器的第二個瓶頸。

“AMD目前做了兩件事情，公司的大策略是低功耗，包括嵌入式，所做的一切都是為了低功耗。APU實際上是把CPU和GPU結合起來做了一個架構叫做Heterogeneous System Architecture(HSA)，這是一個異構的架構。目前LG、三星、高通都已經和AMD在加入HSA基金會之力于異構系統結構的標準化，涵蓋服務器終端到桌面的領域。這個架構最大的解決了兩個問題，第一，把CPU與GPU進行更緊密的結合，不僅在實際上減少了數據在CPU和GPU之間傳輸時產生的功耗，更對很多程序來說是莫大的幫助；第二，我們在HSA上為GPU開發出一套非常容易讓高層的編程語言人員能夠使用的工具，這個工具不用太多的考慮GPU里專有的編程語言。我們立足于希望這些開發人員利用這種工具能夠對自己的業務了解即可，而不用考慮GPU，而最終把GPU變成通用編程的模型。為了做到這一點，我們提供了HSA編譯工具、可調式的工具、基于開源的中間件。”

“在未來，我們真正的基于HSA的APU產品出來之后，你會看到對GPU的編程模型會徹底的改變。因為在CPU和GPU的通訊架構上做了很徹底的改變，而使得CPU和GPU的數據的傳輸可以不通過內存拷貝，這也就達到了省電和低功耗的目的。AMD把這種技術作為長足的發展，這種技術會用在我們的服務器領域，也會用在未來的PC機領域，同時也會用到低功耗的產品領域。”同時不要忘了，當我們說異構，不單單是指GPU和CPU，AMD的APU的SoC內同時集成了如入視頻編碼，解碼，音頻處理，內容安全等專用的處理模塊，同時提供特定的編程接口，這也是異構的表現。

給開發人員的建議：如何避免同質化開發？

在中國，好的開發人員非常多，這一點從異構大賽可以看出，有些產品的創意，性能和應用領域都非常有商業和學術價值；好的產品規劃師也很多。但是中國做出來的產品同質化非常嚴重，針對某一應用領域做出自己專屬產品的框架前提的指導下，以前只要掌握編程可能就能開發出應用，但是現在就不一樣了。楚含進認為，對目前的中國軟件開發人員而言，目前的市場大環境對他們提出了幾個方面的需求：

首先，架構人員應該有全局觀，不但要對業務領域有所熟悉，而且更需要拓展與此專業領域相關的知識領域，要想辦法利用現有的各種技術來時自己產品在性能，特性產生差異化和提高技術門檻，從硬件，軟件，算法，性能綜合考慮，而不是單純吧摸個產品功能實現就可以。這樣就能使你們的產品變得與眾不同。

第二，要有原創精神，培養自己內功，現在的技術，流派太多了，軟件人員一輩子也學完，等你學會了這個，結果新的潮流來了，好像總是落伍。有一個例子，大家都去學hadoop, 我問了很多人去學Hadoop干什么，居然沒有幾個回答我，只是覺得這個東西很熱，所以去看看，盲從的心理不會產生好的軟件產品。所以我建議要對自己學習的東西有所判斷，要關注新的技術產生，對新技術要敏感，用于嘗試。現在的代碼程序員太多，思想成員太少了。

最后，對于軟件人員，我特別希望無論你是應用層還是底層的開發人員， 都應該去了解計算機體系結構，了解CPU和GPU的方向。CPU和GPU一定是未來硬件的兩大軟件承載核心，所謂先知者先行。以前GPU很多停留在游戲行業，但是隨著異構計算的到來，GPU和CPU融合產生應用的變化，很多有前瞻性的軟件人員早已開始涉足此領域來占領先機。（文/譚茂 責編/包研）