2023異構計算行業發展分析 異構計算行業未來市場前景

• 吳澳燕 2023年9月1日 來源：中國電子報 1307 85
• 繁體

異構計算是指使用不止一種處理器或內核的系統。這些系統不僅通過添加相同類型的處理器來提高性能或能效，而且還通過添加不同的協處理器來提高性能或能效，這些協處理器通常結合專門的處理能力來處理特定任務。

信息技術作為第三次產業革命代表性技術之一，極大地推動了信息產業的興起與發展。當前，全球電子信息產業重點領域競爭格局此消彼長，半導體領域創新風起云涌，核心芯片技術發展變革步伐進一步加快，計算呈現出全新發展趨勢，多種計算范式和架構正逐漸融合，開始進入“大計算”時代。

信息技術正呈現云計算與端計算、軟件與硬件、智能與交互、計算與通信等多種技術融合發展態勢。歷經單核、同構多核等技術發展，異構多核計算芯片及系統是高性能計算、商業計算、移動計算等應用發展的必然選擇。

異構計算是指使用不止一種處理器或內核的系統。這些系統不僅通過添加相同類型的處理器來提高性能或能效，而且還通過添加不同的協處理器來提高性能或能效，這些協處理器通常結合專門的處理能力來處理特定任務。

異構計算系統有兩種實現方式：一是將多個不同類型處理器芯片通過片間集成的方式實現節點級異構計算(稱之為片間異構);二是基于單(硅)片內集成多個不同處理器內核的異構計算芯片實現，即異構計算在芯片級實現(稱之為片內異構)。第二種異構計算芯片技術是當前最新技術。

根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國異構計算行業市場前瞻分析與未來投資戰略規劃報告》顯示：

高性能計算類應用的發展，驅動算力需求不斷攀升，但目前單一計算類型和架構的處理器已經無法處理更復雜、更多樣的數據。數據中心如何在增強算力和性能的同時，具備應對多類型任務的處理能力，成為全球性的技術難題。在計算領域芯片企業的不斷探索和研究中，異構計算成為公認的算力突破“抓手”。

異構計算的價值在于能讓最適合的專用硬件去服務最適合的業務場景，實現性能、成本、功耗三者間的平衡。基于不同技術細節，它可以分為板卡集成異構計算、芯片級異構計算、超異構計算。異構計算主要應用在HPC高性能計算、AI、5G通信、物聯網以及云計算等場景中，軟件棧和生態建設進度明顯，部分產品已規模化落地。

異構計算可以提高算力和性能，降低功耗和成本，又具備多類型任務的處理能力，有望主導未來的高性能計算市場。英偉達、英特爾、AMD作為行業頭部企業，近兩年在異構計算方面的新產品層出不窮。

芯片廠商發力異構計算

異構計算可以提高算力和性能，降低功耗和成本，又具備多類型任務的處理能力，有望主導未來的高性能計算市場。英偉達、英特爾、AMD作為行業頭部企業，近兩年在異構計算方面的新產品層出不窮。

AMD完成對賽靈思的合并后，將其CPU與賽靈思的FPGA結合為CPU+FPGA的異構模式。借助賽靈思在5G、通信、自動駕駛和行業領域的資源，AMD能夠將高性能計算能力帶入更多領域。

異構計算瓶頸待突破

異構計算作為新興技術同樣面臨諸多問題和挑戰，例如從傳統同構系統、片間異構到片內多核異構，如何對應不同的編程方式、軟硬件架構以及生態系統等;對于異構計算系統，無論是片間異構還是片內異構，都需要考慮如何建立完善的軟硬件體系來支撐全新異構計算體系，進而解決生態問題，使下游產業鏈用戶主動采用異構計算技術。

異構的優勢顯而易見，與此同時暴露出的技術難題也越來越多。一是異構計算產品需要面對不同的系統架構、指令集和編程模型，需要降低多樣計算帶給軟件開發者的難度;二是異構計算芯片產品除了要在芯片設計層面實現突破之外，還需要解決在芯片制造和封裝過程中不同結構之間的適配和升級問題;三是異構計算要實現性能的多樣性合一，使其同時滿足人工智能訓練、推理、圖像視頻處理等各種不同的需求。

從產業規范與標準層面看，異構計算是指在完成一個計算任務時，采用一種以上的硬件計算單元、互聯協議、差異化架構、軟件接口等。由于不同的硬件設備、協議、應用二進制接口、軟件應用層接口等都存在著巨大的差異，如何構建一個高效、系統化的協調統一的異構計算系統，成為最關鍵的技術問題。

異構計算行業未來市場前景

算力是數字經濟時代的新型生產力，已成為賦能科技創新、助推產業升級的新動能。我國算力產業規模快速增長，近5年平均增速超過30%，算力規模排名全球第二。

截至目前，全國在用數據中心機架總規模超過760萬標準機架，算力總規模達到每秒1.97萬億億次浮點運算，位居全球第二;圍繞算力樞紐節點建設130條干線光纜，數據傳輸性能大幅改善。我國算力產業已初具規模，服務器、計算機、智能手機等計算類產品產量全球第一。

算力網絡的構建不只依賴于異構計算，通用計算也將為“東數西算”提供更多助力。近兩年，國內涌現出一批通用計算芯片初創企業，以FPGA和ASIC類型芯片作為切入點，部分企業購買國外公司的IP授權開發通用GPU芯片，少數企業自主研發通用GPU核心IP，實現了國內通用計算的突破。

異構計算是多元算力的典型。跨越標量(CPU)、矢量(GPU)、矩陣(ASIC)、空間(FPGA)的異構計算，如今已經成為企業推動 IT 基礎設施重構的重要力量。其能夠將不同架構的運算單元整合到一起進行并行計算，以最適合的專用硬件去做最適合的事如密集計算或外設管理等，從而達到性能和成本的最優化。因此很多企業開始嘗試使用異構計算來化解算力瓶頸，挖掘和實現算力增長。

更多行業詳情請點擊中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國異構計算行業市場前瞻分析與未來投資戰略規劃報告》。

• 相關深度報告REPORTS

  

  2023-2028年中國異構計算行業市場前瞻分析與未來投資戰略規劃報告

  異構計算是指使用不止一種處理器或內核的系統。 這些系統不僅通過添加相同類型的處理器來提高性能或能效，而且還通過添加不同的協處理器來提高性能或能效，這些協處理器通常結合專門的處理能力...

  查看詳情

延伸閱讀

推薦閱讀

猜您喜歡