隨著技術的進一步創新和市場的不斷擴大 異構計算行業未來發展趨勢預測

• 黃文玉 2023年12月5日 來源：互聯網 1459 97
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在異構計算系統上進行的并行計算通常稱為異構計算。人們已從不同角度對異構計算進行定義，綜合起來我們給出如下定義：異構計算是一種特殊形式的并行和分布式計算，它或是用能同時支持simd方式和mimd方式的單個獨立計算機，或是用由高速網絡互連的一組獨立計算機來完成計

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，異構計算技術從80年代中期產生，由于它能經濟有效地獲取高性能計算能力、可擴展性好、計算資源利用率高、發展潛力巨大，已成為并行/分布計算領域中的研究熱點之一。隨著通信和網絡技術的迅速發展，網絡計算概念應運而生。同構網絡計算系統now或cow首先興起，接著很快涌現出異構網絡計算系統，從而使異構計算近年來成為并行/分布計算領域中的主要研究熱點之一。

在異構計算系統上進行的并行計算通常稱為異構計算。人們已從不同角度對異構計算進行定義，綜合起來我們給出如下定義：異構計算是一種特殊形式的并行和分布式計算，它或是用能同時支持simd方式和mimd方式的單個獨立計算機，或是用由高速網絡互連的一組獨立計算機來完成計算任務。它能協調地使用性能、結構各異的機器以滿足不同的計算需求，并使代碼(或代碼段)能以獲取最大總體性能方式來執行。

上游主要包括計算硬件和芯片設計廠商，如NVIDIA、AMD、英特爾等。他們負責研發和生產各種類型的計算加速器和處理器。中游主要包括計算平臺和解決方案提供商，如云計算服務提供商、數據中心運營商等。他們提供基于異構計算的計算平臺和解決方案，滿足各種計算需求。下游主要包括應用開發商和終端用戶，如科學研究機構、企業等。他們利用異構計算平臺和解決方案進行應用開發和計算任務處理，滿足各種需求。

異構計算行業發展現狀分析

在過去，異構計算意味著必須以不同方式處理不同的ISA，而在現代示例中，異構系統架構(HSA) 系統在使用多種處理器類型(通常是CPU 和GPU)時消除了差異(對于用戶)，通常在相同的集成電路，以提供兩全其美：通用 GPU處理(除了GPU眾所周知的3D 圖形渲染功能外，它還可以對非常大的數據集執行數學密集型計算)，而CPU 可以運行操作系統并執行傳統的串行任務。

由國際數據公司IDC、浪潮信息、清華大學全球產業研究院聯合編制的《2022-2023全球計算力指數評估報告》(以下簡稱：《報告》)正式發布。該報告旨在強化對全球計算產業的洞察，發揮算力的賦能價值、推動計算產業的高質量發展。《報告》指出，在全球GDP增長乏力的背景下，數字經濟保持強勁增長，算力是經濟增長的主要驅動力。數據顯示，全球主要國家數字經濟占GDP的比重持續提升，預計樣本國家整體比重將從2022年的50.2%增長到2026年的54.0%。計算力指數平均每提高1點，國家的數字經濟和GDP將分別增長3.6‰和1.7‰，預計該趨勢在2023—2026年將繼續保持。

隨著制造技術的進一步擴展允許以前的分立組件成為片上系統或SoC 的集成部分，現代計算系統中的異構性水平正在逐漸增加。例如，許多新處理器現在包括用于與其他設備(SATA、PCI、以太網、USB、RFID、無線電、UART 和內存控制器)以及可編程功能單元和硬件加速器(GPU、密碼學)接口的內置邏輯 協處理器、可編程網絡處理器、A/V 編碼器/解碼器等)。

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：

在異構計算時代，IP產業越來越重要，成為行業創新發展的關鍵環節。數字時代，傳統的計算已經無法滿足新的需求。如何海量、高密度、實時地感知和處理不同類型的數據流，成為芯片產業的新課題，這就使得異構計算概念漸漸深入人心。IP廠商作為芯片產業鏈的上游，可以推出多樣化的產品和靈活組合，以滿足多種處理器創新需求，同時兼顧技術融合與SoC集成，降低成本。

據調查統計，2017年異構計算行業市場規模為約120.10億元，增長率為39.9%。2018年異構計算行業市場規模為約176.88億元，增長率為38.2%。2019年異構計算行業市場規模為約234.94億元，增長率為30.7%。2020年異構計算行業市場規模為約296.16億元，增長率為25.9%。2021年異構計算行業市場規模為約362.35億元，增長率為22.8%。

異構計算的應用范圍很廣，幾乎所有涉及巨大挑戰性問題的求解都可用異構計算進行經濟有效的求解。典型的應用包括圖像理解、質點示蹤、聲束形成、氣候建模、湍流對流混合模擬以及多媒體查詢等。這些應用中通常都含有多種不同的計算類型的需求，因此很適合于用異構計算來進行求解。

異構計算行業未來發展趨勢預測

總體而言，我國異構計算行業在政策支持和市場需求的推動下，取得了一定的發展成果。未來，隨著技術的進一步創新和市場的不斷擴大，我國異構計算行業有望實現更加快速和穩健的發展。統計數據顯示，2018年中國異構計算行業市場規模176.88億元左右，2023年H1中國異構計算行業市場規為216.01億元左右。預測2029年中國異構計算行業市場規模為988.52億元。隨著人工智能、大數據等技術的快速發展，異構計算市場需求不斷增加。根據市場研究機構的數據，我國異構計算市場規模逐年擴大，并預計在未來幾年內將保持較高增長率。

未來應重點開展異構混合多機方式的網絡異構計算的研究，它代表著發展趨向，且較經濟有效;自動異構計算是長期追求目標，在現階段宜采用用戶指導方法來進行研究和開發;應盡量利用現有成熟工具如pvm和mpi來開展異構計算的研究和開發;應注意開展異構計算的理論分析和建模、性能估計模型、有關軟件工具以及異構計算中任務映射和調度算法等方面的研究;應研究如何使異構計算系統具有良好的單一系統映像。

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  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

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