不少分析認(rèn)為，2020 年，半導(dǎo)體行業(yè)局勢(shì)已發(fā)生微妙變化，英特爾正面臨著巨大外在挑戰(zhàn)。

今年，英偉達(dá)斥資 400 億美元收購(gòu) ARM，志在拓寬 GPU 之外的計(jì)算硬件體系；AMD 借助臺(tái)積電 7 納米工藝推出了多款第三代處理器，與英特爾同期產(chǎn)品展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)激烈；而蘋果公司在筆記本電腦新品中，首次使用基于 ARM 架構(gòu)的 5 納米自研芯片 “M1”，激發(fā)的連鎖市場(chǎng)反應(yīng)變數(shù)增多。

從 1971 年制造出第一顆處理器開(kāi)始，英特爾開(kāi)始引領(lǐng)摩爾定律發(fā)展，在 PC 時(shí)代奠定霸主地位，迅速成為全球最大的半導(dǎo)體芯片制造商，對(duì)待變局，這家巨頭企業(yè)可能要比其他任何公司都敏銳和最先感知。

時(shí)代轉(zhuǎn)型之下變量正在激增，比如摩爾定律正在逼近極限，人工智能、AIoT 發(fā)展邁向深水區(qū)，5G 通訊浪潮已經(jīng)掀起，新的 “抓手” 會(huì)是什么？

在日前的一次媒體溝通會(huì)上，英特爾架構(gòu)、圖形和軟件集團(tuán)副總裁兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理謝曉清，以及英特爾大數(shù)據(jù)技術(shù)全球 CTO、大數(shù)據(jù)分析和人工智能創(chuàng)新院院長(zhǎng)戴金權(quán)，分享了英特爾正在打造的 “新利器”，最為關(guān)鍵的舉措便是 “XPU” 愿景和 oneAPI 工具包，據(jù)悉，oneAPI Gold 工具包已于 12 月 9 日正式交付。

面對(duì)變量，英特爾的答案可能更傾向于重新定義一個(gè)半導(dǎo)體行業(yè) “游戲規(guī)則”，展開(kāi)新維度的競(jìng)爭(zhēng)，而最大的優(yōu)勢(shì)是，它有這個(gè)定義能力。

底層硬件邏輯穩(wěn)中求變

其實(shí)早在 2020 年 8 月份舉辦的架構(gòu)日活動(dòng)上，英特爾首席架構(gòu)師拉賈?科杜里（Raja Koduri）就點(diǎn)明英特爾的新策略，重新梳理了競(jìng)爭(zhēng)脈絡(luò)。

英特爾之所以能長(zhǎng)期穩(wěn)居寶座，很大程度上得益于其核心技術(shù)貫穿了芯片制程與封裝、XPU 架構(gòu)、內(nèi)存與存儲(chǔ)、互聯(lián)、安全、軟件等 6 大技術(shù)領(lǐng)域，形成協(xié)同效應(yīng)，通過(guò)軟硬結(jié)合將每個(gè)晶體管的性能發(fā)揮到極限。

今年以來(lái)，英特爾在 7 納米及以下的先進(jìn)制程推出上雖有延期，但其 “壓榨” 干凈現(xiàn)有 10 納米芯片性能的方式仍不容小覷，其提出 10 納米 SuperFin 工藝，實(shí)現(xiàn)了該公司歷史上最大的單節(jié)點(diǎn)內(nèi)部增強(qiáng)，提供了與全節(jié)點(diǎn)過(guò)渡相當(dāng)?shù)男阅芨倪M(jìn)。

此外，英特爾還將下一代 Willow Cove CPU 架構(gòu)與 10nm SuperFin 技術(shù)集成起來(lái) ，形成全新的 Tiger Lake 平臺(tái)架構(gòu)，這將取代上一代的 Ice Lake 微架構(gòu)系列移動(dòng)處理，讓 CPU 性能、圖形處理、AI 計(jì)算、內(nèi)存帶寬、安全性能等方面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性提升。

提到英特爾只能想到 CPU 處理器？這個(gè)認(rèn)知是時(shí)候刷新一下了。

下一個(gè)十年，在穩(wěn)固 CPU 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)上，英特爾更大的一盤棋在于 “XPU”，其目標(biāo)是重新衡量晶體管縮小和 CPU 的發(fā)展以外的技術(shù)路線，重點(diǎn)在于滿足智能設(shè)備時(shí)代，數(shù)據(jù)計(jì)算指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的需求，而硬件布局也早已從單獨(dú)的 CPU 拓展到跨 CPU、GPU、FPGA 和其他加速器的混合架構(gòu)。

目前，英特爾的 GPU 和 FPGA 市場(chǎng)布局已初露鋒芒。2020 年 11 月，英特爾推出了銳炬 ? Xe MAX 獨(dú)立顯卡，用于輕薄筆記本電腦，相比配有第三方顯卡的同類筆記本電腦，可將基于人工智能的創(chuàng)作速度提升 7 倍，而相比高端臺(tái)式機(jī)顯卡可將視頻編碼速度提升高達(dá) 1.78 倍。

英特爾 GPU 的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于能和英特爾 CPU 更好地協(xié)同，搭載其他獨(dú)立顯卡的輕薄筆記本電腦，很少對(duì) CPU 進(jìn)行性能優(yōu)化，而英特爾銳炬 ? Xe MAX 獨(dú)立顯卡處于空閑狀態(tài)時(shí)，可將所有電源和散熱資源專門用于 CPU，在創(chuàng)作者持續(xù)實(shí)施任務(wù)（如執(zhí)行高級(jí)渲染）時(shí)可將 CPU 性能提高多達(dá) 20%。

筆記本電腦 GPU 之外，英偉達(dá)還發(fā)布了其首款數(shù)據(jù)中心獨(dú)立圖形顯卡。該服務(wù)器 GPU 基于 Xe-LP 微架構(gòu)，搭配英特爾 ? 至強(qiáng) ? 可擴(kuò)展處理器，豐富的開(kāi)源和授權(quán)的英特爾軟件組件，企業(yè)通過(guò)較低的總體擁有成本（TCO）即可實(shí)現(xiàn)高密度、低時(shí)延的云游戲或流媒體服務(wù)解決方案。

FPGA 方面，8 月份，英特爾推出的 Agilex?FPGA 系列芯片，采用了異構(gòu) 3D 系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）技術(shù)，搭配最新 10 納米工藝，可為數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)和邊緣計(jì)算等應(yīng)用提供高達(dá) 40% 的性能或功耗降低；11 月又陸續(xù)發(fā)布了可定制解決方案英特爾 ? eASIC N5X，以及最新的英特爾 ? 開(kāi)放式 FPGA 堆棧 （Intel? OFS），這一切，都意在擴(kuò)張?jiān)?5G、人工智能、云端與邊緣計(jì)算中的滲透率。

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，不少半導(dǎo)體科技巨頭的拓展可能會(huì)對(duì)英特爾的固有市場(chǎng)造成侵蝕，但從英特爾的布局押注來(lái)看，也早已謀劃好了如何對(duì)外擴(kuò)張。

軟件先行，oneAPI 一統(tǒng)開(kāi)發(fā)者生態(tài)

硬件體系擴(kuò)張帶來(lái)最大的挑戰(zhàn)是，需要更全面的軟件棧，oneAPI 便是英特爾俘獲開(kāi)發(fā)者喜愛(ài)的新大招。

智能計(jì)算場(chǎng)景下有很多痛點(diǎn)，例如每一類硬件平臺(tái)通常需要開(kāi)發(fā)者維護(hù)獨(dú)立的代碼庫(kù)，以及需要使用不同的語(yǔ)言、庫(kù)和軟件工具進(jìn)行編程，這是一項(xiàng)極其復(fù)雜和耗時(shí)的工作，大大阻礙了開(kāi)發(fā)效率。開(kāi)發(fā)者們已經(jīng)對(duì)一種通用、開(kāi)放且是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的編程工具包期待已久，而制定一個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)，這恰恰是英特爾過(guò)去幾十年所擅長(zhǎng)的。

謝曉清表示，“oneAPI Gold 工具包會(huì)給開(kāi)發(fā)者提供一個(gè)非常友好的編程環(huán)境，讓他們可以自由選擇硬件平臺(tái)，不必要用某一種語(yǔ)言就必須綁定在某一個(gè)硬件平臺(tái)上；其次，我們提供的編譯器、系統(tǒng)都是高度優(yōu)化，所以可以實(shí)現(xiàn)最大的硬件性能，并且最優(yōu)支持不同異構(gòu)計(jì)算的硬件加速；第三，它的開(kāi)發(fā)模式非?？焖?、高效，并且源碼的維護(hù)成本可以達(dá)到最低。”

具體而言，oneAPI 相當(dāng)于是擴(kuò)展了現(xiàn)有的開(kāi)發(fā)人員編程模型，以通過(guò)數(shù)據(jù)并行語(yǔ)言，一組庫(kù) API 和一個(gè)低級(jí)硬件接口來(lái)支持跨體系結(jié)構(gòu)編程，從而支持多種硬件體系結(jié)構(gòu)，在英特爾本身行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之上，提供了一個(gè)開(kāi)放的，跨平臺(tái)的開(kāi)發(fā)人員堆棧。

基于過(guò)去數(shù)十年的開(kāi)發(fā)工具積累，英特爾開(kāi)發(fā)出一種跨架構(gòu)的編程語(yǔ)言 Data Parallel C++（DPC++）、以及用于 API 編程的函數(shù)庫(kù)以及底層硬件接口（oneAPI Level Zero），其它硬件廠商也能使用 oneAPI 實(shí)現(xiàn)對(duì)特定硬件進(jìn)行優(yōu)化。

正如我們所看到的，oneAPI 編程模式兼容性堪稱達(dá)到了歷史最強(qiáng)。目前在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的高性能計(jì)算開(kāi)發(fā)工具如 Fortran，在 AI 領(lǐng)域的 Python，以及像 OpenMP 這樣不同領(lǐng)域使用的語(yǔ)言都可以做到無(wú)縫對(duì)接，同時(shí)，oneAPI 也支持一些主流的 AI 工具包，包括 Hadoop、Spark、TensorFlow、PyTorch、PaddlePaddle、OpenVINO 等等，形成更適合人工智能時(shí)代的軟件棧。

oneAPI 是英特爾 “軟件先行” 戰(zhàn)略一種體現(xiàn)，畢竟，展開(kāi)硬件新布局之前，讓開(kāi)發(fā)者愛(ài)上自己的工具乃至離不開(kāi)這些工具的便捷性，是芯片制程、性能之外最重要的市場(chǎng)抓手。就目前官方提供的下載內(nèi)容來(lái)看，除了跨平臺(tái)基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)套件之外，重點(diǎn)的工具也包括了高性能計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和高級(jí)渲染層面的工具整合。

而英特爾的信心在于，從最早的計(jì)算機(jī)時(shí)代開(kāi)始，開(kāi)發(fā)者生態(tài)持續(xù)維護(hù)了 20 多年，并有 10000 項(xiàng)與客戶合作的軟件部署經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在也是 Linux Kernel 最大的貢獻(xiàn)者，每年修改的代碼超過(guò) 50 萬(wàn)行，為 100 多個(gè)操作系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)優(yōu)化。

擁有 15000 多名軟件工程師英特爾，軟實(shí)力同樣強(qiáng)悍，在跨基礎(chǔ)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)工具和 SDK 以及其標(biāo)準(zhǔn)制定方面，廣泛應(yīng)用和經(jīng)驗(yàn)積累造就了絕對(duì)的話語(yǔ)權(quán)。

上層應(yīng)用小試牛刀

全新軟、硬件生態(tài)布局可讓英特爾的技術(shù)方案更有延展性，比如推動(dòng)云游戲系統(tǒng)框架的優(yōu)化。

據(jù)謝曉清介紹，英特爾最新發(fā)布的 GPU—SG1 能在整個(gè)安卓云游戲的框架上起到非常大的作用。它的圖形渲染能力以及多媒體編解碼能力，使得技術(shù)人員有可能利用獨(dú)立 GPU 把云游戲的圖形界面在云端直接渲染，并且利用流媒體的方式，把它編碼之后直接發(fā)布到終端。

而在 CPU 端，英特爾把安卓用比較輕量級(jí)云原生的技術(shù)，用容器化的技術(shù)把它跑到輕量級(jí)的容器當(dāng)中，提供云端協(xié)同的創(chuàng)新應(yīng)用。值得一提的是，英特爾在安卓的框架層和運(yùn)行層都做了非常多的優(yōu)化，能使安卓容器化方案做到很高的密度，這些方案目前正在進(jìn)行測(cè)試，可能會(huì)比較快的看到產(chǎn)品化的實(shí)現(xiàn)。

具體案例方面，騰訊基于 Intel 服務(wù)器 GPU，在每臺(tái)雙卡服務(wù)器上可生成 100 多個(gè)游戲?qū)嵗?，已測(cè)試過(guò)比較熱門的游戲包括《王者榮耀》、《傳說(shuō)對(duì)決》等。

英特爾大數(shù)據(jù)技術(shù)全球 CTO、大數(shù)據(jù)分析和人工智能創(chuàng)新院院長(zhǎng)戴金權(quán)，則重點(diǎn)介紹了 oneAPI Gold 對(duì) AI 軟件棧和軟件生態(tài)的推進(jìn)。

在 XPU 和 oneAPI 軟硬件之上，新的技術(shù)體系可支持開(kāi)發(fā)人員使用深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)等各種各樣的框架，包括 TensorFlow、PyTorch、MXNet、OpenVINO、Spark 等等，幫助開(kāi)發(fā)者方便地將他們端到端的數(shù)據(jù)分析加上 AI 的解決方案給快速構(gòu)建出來(lái)。

戴金權(quán)表示，AI 技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到了我們現(xiàn)實(shí)生活的各方各面，可用來(lái)提升商業(yè)效率、提高利潤(rùn)、準(zhǔn)確率等等，但對(duì)于在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中需要把這些 AI 落地的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，最大挑戰(zhàn)之一，是如何將 AI 算法應(yīng)用到復(fù)雜的數(shù)據(jù)當(dāng)中。

首先這個(gè)數(shù)據(jù)量非常大；其次，數(shù)據(jù)非常復(fù)雜，可能來(lái)自各個(gè)不同的地方，數(shù)據(jù)又在非?？焖僮兓?/p>

針對(duì)這些行業(yè)問(wèn)題，英特爾去年 6 月在中國(guó)設(shè)立的大數(shù)據(jù)分析和人工智能創(chuàng)新院，近期開(kāi)源了一個(gè)端到端的大數(shù)據(jù) + AI 軟件平臺(tái)：Analytics Zoo，開(kāi)源地址可參考：https://github.com/intel-analytics/analytics-zoo

Analytics Zoo 在底層可提供端到端的數(shù)據(jù)流水線的能力，能夠幫助開(kāi)發(fā)者直接無(wú)縫地將 AI 模型運(yùn)行在其分布式大數(shù)據(jù)上；中間層可提供機(jī)器學(xué)習(xí)的工作流，目的是能夠?qū)⒑芏嗳斯さ淖鳂I(yè)、人工的任務(wù)變成自動(dòng)化；在最上層，則能構(gòu)建不同應(yīng)用場(chǎng)景，快速開(kāi)發(fā)例如推薦系統(tǒng)、時(shí)間序列分析、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、以及自然語(yǔ)言處理等方面的應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

對(duì)于芯片巨頭來(lái)說(shuō)，除了芯片納米制程的 PK，最關(guān)乎生存發(fā)展的可能便是強(qiáng)大的軟件開(kāi)發(fā)者生態(tài)。

總體來(lái)看，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展積淀，英特爾跨基礎(chǔ)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在半導(dǎo)體行業(yè)中屈指可數(shù)，也是為數(shù)不多有能力重新定義未來(lái)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)方式的巨頭。在 XPU 產(chǎn)品版圖之上，oneAPI 作為英特爾 “軟件優(yōu)先” 策略的一種體現(xiàn)，有望讓英特爾在日益融合、異構(gòu)化及跨架構(gòu)編程的人工智能時(shí)代，更有市場(chǎng)把控力。

在很多開(kāi)發(fā)者眼中，英偉達(dá)從十余年前的瀕臨破產(chǎn)到人工智能時(shí)代快速崛起，其開(kāi)發(fā)的通用并行計(jì)算架構(gòu)平臺(tái) CUDA 絕對(duì)是核心殺器。而 oneAPI 對(duì)于現(xiàn)在的英特爾來(lái)說(shuō)，有點(diǎn)異曲同工，XPU 和 oneAPI 軟硬結(jié)合的這盤棋變得更大，近年來(lái)，英特爾也面對(duì)著不少質(zhì)疑聲，而讓自身不焦慮的方式是，或許就是把目光放遠(yuǎn)到下一個(gè)十年的競(jìng)爭(zhēng)維度上。

責(zé)任編輯：haq