英特爾帶來(lái)的新禮物，打造oneAPI統(tǒng)一軟件平臺(tái)

1971年，英特爾推出了全球第一個(gè)微處理器(CPU)，它的出現(xiàn)引發(fā)了計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)革命，也改變了整個(gè)世界的工作方式。PC領(lǐng)域的發(fā)展為英特爾奠定了其在半導(dǎo)體行業(yè)中的地位。而在科技不斷升級(jí)的過(guò)程中，伴隨著人工智能以及大數(shù)據(jù)的發(fā)展，CPU已經(jīng)無(wú)法滿足新時(shí)代對(duì)算力的需求，因此，GPU、FPGA等多種不同架構(gòu)的硬件平臺(tái)順勢(shì)而起。為了保證讓硬件平臺(tái)發(fā)揮其最大的優(yōu)勢(shì)，異構(gòu)計(jì)算進(jìn)入到了行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。但是開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，跨平臺(tái)軟件各自為政，增加了開(kāi)發(fā)者的工作負(fù)擔(dān)。針對(duì)這一難題，為了實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)的軟件開(kāi)發(fā)并幫助更多的企業(yè)加速創(chuàng)新，英特爾推出了oneAPI項(xiàng)目。

從英特爾官方介紹中看，one-API旨在提供一個(gè)統(tǒng)一的編程模型，以簡(jiǎn)化跨不同計(jì)算架構(gòu)的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工作，這些計(jì)算架構(gòu)經(jīng)常被縮寫(xiě)為 SVMS，包括標(biāo)量處理器(CPU)，矢量處理器(GPU)，矩陣處理器(AI引擎)和空間處理器(FPGA)。從官方描述中看，英特爾致力于將one-API打造成一個(gè)可跨多硬件架構(gòu)開(kāi)發(fā)的統(tǒng)一軟件平臺(tái)。就目前來(lái)看，市場(chǎng)上還未曾出現(xiàn)過(guò)這樣一種軟件平臺(tái)。而由one API帶來(lái)的軟件“大一統(tǒng)”，是否會(huì)開(kāi)啟英特爾繼PC之后的又一神話。

one API的兩大核心優(yōu)勢(shì)

在談及one-API的價(jià)值之前，首先要先了解one-API是針對(duì)軟件開(kāi)發(fā)中的哪一環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一，以及這種統(tǒng)一對(duì)現(xiàn)有的工作環(huán)境產(chǎn)生的影響。

從實(shí)際開(kāi)發(fā)應(yīng)用中看，針對(duì)不同的計(jì)算架構(gòu)平臺(tái)都需要進(jìn)行單獨(dú)的軟件投資，這些軟件投資涉及到了跨平臺(tái)的語(yǔ)言和庫(kù)，語(yǔ)言的庫(kù)的復(fù)雜性往往會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期變長(zhǎng)。因此，英特爾one-API所要解決的就是在XPU與中間件/框架之間的語(yǔ)言和庫(kù)不統(tǒng)一的問(wèn)題。

在英特爾之前的宣傳中得知，在one-API項(xiàng)目當(dāng)中，英特爾推出了一種基于標(biāo)準(zhǔn)的跨架構(gòu)語(yǔ)言Data Parallel C++++ (DPC++)。據(jù)悉，DPC++支持不同硬件目標(biāo)的代碼復(fù)用，是面向特定加速器的自定義調(diào)試的跨行業(yè)開(kāi)放式解決方案，也是代替單一架構(gòu)的專用語(yǔ)言。但DPC++卻并不是一種全新的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。據(jù)了解，DPC++以C++為基礎(chǔ)，融合了Kronos Group的SYCL，可支持?jǐn)?shù)據(jù)并行性和異構(gòu)編程，并包含在一個(gè)開(kāi)放社區(qū)流程中開(kāi)發(fā)的語(yǔ)言擴(kuò)展。

C++對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)并不陌生，DPC++所融合的SYCL又是什么?SYCL是一個(gè)免版稅的跨平臺(tái)抽象層，基于OpenCL的基本概念，可移植性和效率，使得異構(gòu)處理器的代碼可以使用完全標(biāo)準(zhǔn)的“單一來(lái)源”風(fēng)格編寫(xiě)C ++。SYCL支持單一源代碼開(kāi)發(fā)，其中C ++模板函數(shù)可以包含主機(jī)代碼和設(shè)備代碼，以構(gòu)建使用OpenCL加速的復(fù)雜算法，然后在不同類(lèi)型數(shù)據(jù)的源代碼中重復(fù)使用它們。以此來(lái)看，DPC++并不是一件全新的語(yǔ)言，這對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，非常容易切入到oneAPI的項(xiàng)目中去。而為了更易于軟件開(kāi)發(fā)者的使用，英特爾在oneAPI beta版本中還插入了compatibility tool，通過(guò)此工具可以將之前的語(yǔ)言輕松轉(zhuǎn)換成DPC++。

另一方面，在oneAPI當(dāng)中，英特爾還融合了多種庫(kù)，旨在加速以行業(yè)領(lǐng)域?yàn)橹行牡闹饕δ?，包含了?shù)學(xué)庫(kù)、ML通信庫(kù)、視頻處理庫(kù)等。受到人工智能趨勢(shì)的影響，oneAPI中也包含了可面向所有開(kāi)發(fā)人員的AI基礎(chǔ)套件。此外，英特爾還提供了優(yōu)化的AI框架包，包含了TensorFlow、PyTorch等AI框架的工具套件。這些庫(kù)和框架都可以支持CPU、GPU、FPGA等多種計(jì)算架構(gòu)。

從語(yǔ)言到庫(kù)的構(gòu)成上，不難看出oneAPI正在對(duì)跨架構(gòu)平臺(tái)的軟件進(jìn)行整合，以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。

構(gòu)建oneAPI生態(tài)

英特爾對(duì)于oneAPI項(xiàng)目的布局早就開(kāi)始了，而在今年第四季度發(fā)布了oneAPI開(kāi)發(fā)者測(cè)試版本，即oneAPI beta。該產(chǎn)品產(chǎn)品為開(kāi)發(fā)者提供了全套的開(kāi)發(fā)工具，包括編譯器、編程庫(kù)、分析器等，并把這些工具封裝為特定領(lǐng)域的工具包。

英特爾希望通過(guò)oneAPI測(cè)試版本來(lái)完善統(tǒng)一軟件平臺(tái)的搭建，并以生態(tài)系統(tǒng)培養(yǎng)為主，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步。據(jù)了解，截至11月，支持one API的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)超過(guò)30家，包括高性能計(jì)算領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者、人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新者、硬件廠商/OEM、獨(dú)立軟件開(kāi)發(fā)商、云服務(wù)商、高校等等。

關(guān)于未來(lái)oneAPI生態(tài)的構(gòu)建，英特爾相關(guān)人士表示，公司將不僅繼續(xù)與上下游合作伙伴之間展開(kāi)合作，也會(huì)將oneAPI納入到與高校的合作當(dāng)中。在英特爾看來(lái)，目前，眾多高校已經(jīng)開(kāi)設(shè)了C++相關(guān)課程，oneAPI中的專用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言以C++為基礎(chǔ)，適合相關(guān)專業(yè)的學(xué)生的繼續(xù)學(xué)習(xí)和發(fā)展。其次，現(xiàn)在產(chǎn)教之間的融合越來(lái)越緊密，許多高校已經(jīng)開(kāi)展了異構(gòu)方面的研究，oneAPI會(huì)幫助他們更快地從理論過(guò)渡到實(shí)踐。但目前oneAPI推出的僅是測(cè)試版本，英特爾還在尋找更合適的內(nèi)容去對(duì)接高校的資源。

one API對(duì)英特爾及行業(yè)的價(jià)值

從上述消息來(lái)看，英特爾正在全面布局oneAPI項(xiàng)目。英特爾此舉對(duì)公司本身有什么價(jià)值，這種價(jià)值對(duì)產(chǎn)業(yè)又會(huì)產(chǎn)生什么影響?

對(duì)英特爾內(nèi)部來(lái)看，與oneAPI功能重疊的產(chǎn)品，最終都將統(tǒng)一到oneAPI中去。此外，關(guān)于oneAPI正式版本的推出時(shí)間，英特爾官方也給出了將于明年第四季面市的消息。從正式版本的推出時(shí)間來(lái)看，不難讓我們聯(lián)想到英特爾的GPU也將于明年推出的消息。伴隨著明年英特爾GPU的推出，并結(jié)合英特爾在今年以來(lái)在FPGA領(lǐng)域的進(jìn)展，英特爾也將擁有最完整的硬件平臺(tái)。同時(shí)，在EMIB技術(shù)的加持下，使得英特爾在異構(gòu)計(jì)算的硬件上更具優(yōu)勢(shì)。而伴隨著跨架構(gòu)統(tǒng)一軟件平臺(tái)oneAPI的推出，無(wú)疑將會(huì)加速英特爾在異構(gòu)方面的發(fā)展。

此外，作為連接“XPU”與框架的軟件平臺(tái)，oneAPI中的軟件將與英特爾之前推出的框架之間形成上下層級(jí)的聯(lián)動(dòng)。以O(shè)penVINO為例，OpenVINO可以被看做是構(gòu)建在oneAPI概念之上的一個(gè)SDK，其主要功能是面向于視覺(jué)計(jì)算，可提供各種優(yōu)化以及深度學(xué)習(xí)的推理。據(jù)英特爾相關(guān)人員表示：“如果OpenVINO已經(jīng)能夠滿足開(kāi)發(fā)需求，軟件開(kāi)發(fā)人員則可以不使用oneAPI。但是，基于某些視頻處理對(duì)AI推理功能的需求，在前處理、后處理階段則可能要用oneAPI。”

oneAPI與英特爾其他軟件的結(jié)合，構(gòu)成了英特爾的軟件體系。軟件是英特爾應(yīng)對(duì)未來(lái)數(shù)據(jù)量的爆炸式增長(zhǎng)、數(shù)據(jù)的多樣化以及處理方式的多樣性所提出的六大技術(shù)支柱之一。而這六大技術(shù)支柱也是英特爾“以數(shù)據(jù)為中心”戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的重要支撐。以此來(lái)看，作為英特爾軟件體系中的關(guān)鍵部分，oneAPI將影響著公司轉(zhuǎn)型。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)看，英特爾經(jīng)過(guò)了半個(gè)多世紀(jì)的積累，已經(jīng)在半導(dǎo)體行業(yè)中占據(jù)了相當(dāng)重要的地位。英特爾作為曾經(jīng)半導(dǎo)體行業(yè)最先進(jìn)技術(shù)的代表，它的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，為業(yè)界展示了未來(lái)半導(dǎo)體行業(yè)的風(fēng)向。而今，英特爾正在試圖突破PC時(shí)代所創(chuàng)下的輝煌，進(jìn)行著以“數(shù)據(jù)為中心”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型當(dāng)中，并提出了六大技術(shù)支柱。曾經(jīng)以硬件為豪的巨頭，開(kāi)始強(qiáng)調(diào)軟件實(shí)力的重要性，并試圖通過(guò)oneAPI來(lái)為業(yè)界締造一個(gè)可跨架構(gòu)開(kāi)發(fā)的軟件平臺(tái)。據(jù)了解，oneAPI不僅支持英特爾的硬件產(chǎn)品，也將支持其他第三方產(chǎn)品。由此，也不難看出，英特爾的宏偉愿望。

英特爾在軟件方面的全面部署，可以與其硬件之間形成良好的互補(bǔ)。同時(shí)，伴隨著oneAPI將支持更多的硬件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，也將吸引更多的合作伙伴加入到英特爾的軟件體系中。照此發(fā)展，通過(guò)oneAPI，英特爾或許可以創(chuàng)造繼PC之后的又一神話。

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