电子产品世界

　　国产高端芯片所要进入的市场是传统处理器大厂已经几乎垄断的市场，在市场和技术竞争日益激烈的今天，选择非主流技术路线就意味着脱离了生态环境大家庭，注定没有发展出路。唯有兼容主流，依靠其生态、发展其生态，才能使国产处理器站在一个比较高的起点上，具备与国际厂商同台竞技的资格。当前，处理器对生态系统的依赖从PC开始逐步减弱。

　　因此，从工控市场、手机、智能电视、车载终端到高端服务器和存储设备，国产高端芯片生态系统的问题都能够相对容易解决。随着HSA的建立与发展，HSA框架下的生态问题变得越来越小。在HSA框架下，生态系统支持由包括ARM、AMD、高通、Imagination、联发科、华夏芯等数十家芯片公司在内的HSA直接提供，无需开发独立生态系统。当前，CPU+GPU+DSP+FPGA的异构融合是芯片领域的主流发展趋势之一，这对我国芯片产业既是挑战又是机遇，需进一步加大布局，尽快推动异构计算芯片技术与产业生态建立。

　　发展异构多核计算芯片技术与产业，第一，可以摆脱我国在传统架构芯片上与Intel等国外主流芯片厂商竞争的不利局面。在异构处理器芯片上，我国与国外主流处理器厂商处在同一起跑线上，共同参与新一代异构多核处理器的设计、测试与应用。第二，可以实现异构多核处理器与国产操作系统的无缝对接与共同支撑，基于国产操作系统和国产异构多核处理器，形成牢固支撑中国信息安全的技术和产业平台。第三，可以构建由中国主导的异构计算应用生态系统。借助我国在市场、应用等方面优势地位和影响力，形成完全自主可控国产高端处理器生态系统，推进产业自主创新，兼容并蓄，使之成为国际主流的技术路径和生态体系。

　　应加快推进我国异构计算产业实力

　　我国目前除华夏芯、华为和江南计算技术研究所外，尚无其他从事完全自主知识产权异构多核芯片设计公司。当前我国发展芯片级异构计算技术与产业存在追踪片内异构计算的大学和企业少、投入不足、整个产业链基础薄弱、缺乏高端人才等诸多问题。

　　近二十年来，我国开展多个核心处理器研究项目，取得了包括龙芯、申威、飞腾、众志、兆芯、中晟宏芯等一系列国产处理器成果，覆盖了几乎国际上所有主流、非主流的指令架构。例如：中科院龙芯以MIPS核心架构为基础开发了一系列高端处理器，江南计算技术研究所研制的申威处理器，我国电子信息产业集团有限公司生产基于ARM V8指令集的FT-1500A系列处理器，上海兆芯收购了我国台湾威盛VIA的X86技术和梯队，研发基于Intel X86构架超标量CPU处理器，苏州中晟宏芯参加OpenPOWER联盟，研制了IBM Power 8 CPU。以上成果主要集中在传统同构计算处理器领域，与国外同构计算处理器最高水平差距约在一代左右。

　　在芯片级异构计算领域，目前华夏芯、华为、江南计算技术研究所正在开展自主知识产权异构处理器设计研发。其中，华为主要以ARM异构计算处理器核为基础设计异构计算芯片和下游产品。江南计算技术研究所研制了“申威-3”高性能异构众核处理器，是国际上首款万亿次片上融合异构众核处理器，成功应用于“神州VI”超级计算机。华夏芯公司设计的CPU+GPU+DSP芯片IP核平台，从指令集、微架构到工具链具有完全自主知识产权，在高性能移动计算领域处于国际领先地位。

　　长期以来，我国在半导体芯片领域主要遵循跟随战略，导致在核心技术领域自主创新能力弱，缺乏话语权。例如，对异构处理器新技术不敏感，没有及时跟进HSA的硬件、过渡语言和并行编程软件的路线图与协议等。

　　一是对异构计算芯片的重要性认识不足，相关研发机构少。片内异构多核计算芯片是构建中国处理器产业全球优势的重要机遇，但国内除华夏芯、华为、江南计算技术研究所等少数企事业单位外，大部分处理器设计企事业单位仍在花巨资许可、引进、研发传统同构多核计算架构。这可能导致异构多核计算核心专利、生态系统被国外巨头抢先布局和垄断，阻碍我国核心芯片技术突破和创新。

　　二是异构计算系统技术包括芯片、总线及接口、编程工具、存储管理、应用软件技术等等。异构多核芯片原始创新投入大，一般企业承受力有限。在核心技术诸如异构多核架构指令集、微架构、工具链设计等环节需投入大量资金和时间以实现自主知识产权突破，导致企业自身压力大。

关键词： 异构计算 芯片

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