隨著技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新和市場的不斷擴(kuò)大 異構(gòu)計算行業(yè)未來發(fā)展趨勢預(yù)測

• 黃文玉 2023年12月5日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 1459 97
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在異構(gòu)計算系統(tǒng)上進(jìn)行的并行計算通常稱為異構(gòu)計算。人們已從不同角度對異構(gòu)計算進(jìn)行定義，綜合起來我們給出如下定義：異構(gòu)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(dú)立計算機(jī)，或是用由高速網(wǎng)絡(luò)互連的一組獨(dú)立計算機(jī)來完成計

異構(gòu)計算是指使用不止一種處理器或內(nèi)核的系統(tǒng)。 這些系統(tǒng)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(xié)處理器來提高性能或能效，這些協(xié)處理器通常結(jié)合專門的處理能力來處理特定任務(wù)。異構(gòu)計算，異構(gòu)計算技術(shù)從80年代中期產(chǎn)生，由于它能經(jīng)濟(jì)有效地獲取高性能計算能力、可擴(kuò)展性好、計算資源利用率高、發(fā)展?jié)摿薮?，已成為并?分布計算領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。隨著通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)計算概念應(yīng)運(yùn)而生。同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)計算系統(tǒng)now或cow首先興起，接著很快涌現(xiàn)出異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)計算系統(tǒng)，從而使異構(gòu)計算近年來成為并行/分布計算領(lǐng)域中的主要研究熱點(diǎn)之一。

在異構(gòu)計算系統(tǒng)上進(jìn)行的并行計算通常稱為異構(gòu)計算。人們已從不同角度對異構(gòu)計算進(jìn)行定義，綜合起來我們給出如下定義：異構(gòu)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(dú)立計算機(jī)，或是用由高速網(wǎng)絡(luò)互連的一組獨(dú)立計算機(jī)來完成計算任務(wù)。它能協(xié)調(diào)地使用性能、結(jié)構(gòu)各異的機(jī)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(zhí)行。

上游主要包括計算硬件和芯片設(shè)計廠商，如NVIDIA、AMD、英特爾等。他們負(fù)責(zé)研發(fā)和生產(chǎn)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(wù)提供商、數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商等。他們提供基于異構(gòu)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(yīng)用開發(fā)商和終端用戶，如科學(xué)研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)等。他們利用異構(gòu)計算平臺和解決方案進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)和計算任務(wù)處理，滿足各種需求。

異構(gòu)計算行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

在過去，異構(gòu)計算意味著必須以不同方式處理不同的ISA，而在現(xiàn)代示例中，異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)(HSA) 系統(tǒng)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(shù)據(jù)集執(zhí)行數(shù)學(xué)密集型計算)，而CPU 可以運(yùn)行操作系統(tǒng)并執(zhí)行傳統(tǒng)的串行任務(wù)。

由國際數(shù)據(jù)公司IDC、浪潮信息、清華大學(xué)全球產(chǎn)業(yè)研究院聯(lián)合編制的《2022-2023全球計算力指數(shù)評估報告》(以下簡稱：《報告》)正式發(fā)布。該報告旨在強(qiáng)化對全球計算產(chǎn)業(yè)的洞察，發(fā)揮算力的賦能價值、推動計算產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展?！秷蟾妗分赋?，在全球GDP增長乏力的背景下，數(shù)字經(jīng)濟(jì)保持強(qiáng)勁增長，算力是經(jīng)濟(jì)增長的主要驅(qū)動力。數(shù)據(jù)顯示，全球主要國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)占GDP的比重持續(xù)提升，預(yù)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(shù)平均每提高1點(diǎn)，國家的數(shù)字經(jīng)濟(jì)和GDP將分別增長3.6‰和1.7‰，預(yù)計該趨勢在2023—2026年將繼續(xù)保持。

隨著制造技術(shù)的進(jìn)一步擴(kuò)展允許以前的分立組件成為片上系統(tǒng)或SoC 的集成部分，現(xiàn)代計算系統(tǒng)中的異構(gòu)性水平正在逐漸增加。例如，許多新處理器現(xiàn)在包括用于與其他設(shè)備(SATA、PCI、以太網(wǎng)、USB、RFID、無線電、UART 和內(nèi)存控制器)以及可編程功能單元和硬件加速器(GPU、密碼學(xué))接口的內(nèi)置邏輯 協(xié)處理器、可編程網(wǎng)絡(luò)處理器、A/V 編碼器/解碼器等)。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國異構(gòu)計算行業(yè)市場前瞻分析與未來投資戰(zhàn)略規(guī)劃報告》顯示：

在異構(gòu)計算時代，IP產(chǎn)業(yè)越來越重要，成為行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。數(shù)字時代，傳統(tǒng)的計算已經(jīng)無法滿足新的需求。如何海量、高密度、實(shí)時地感知和處理不同類型的數(shù)據(jù)流，成為芯片產(chǎn)業(yè)的新課題，這就使得異構(gòu)計算概念漸漸深入人心。IP廠商作為芯片產(chǎn)業(yè)鏈的上游，可以推出多樣化的產(chǎn)品和靈活組合，以滿足多種處理器創(chuàng)新需求，同時兼顧技術(shù)融合與SoC集成，降低成本。

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，2017年異構(gòu)計算行業(yè)市場規(guī)模為約120.10億元，增長率為39.9%。2018年異構(gòu)計算行業(yè)市場規(guī)模為約176.88億元，增長率為38.2%。2019年異構(gòu)計算行業(yè)市場規(guī)模為約234.94億元，增長率為30.7%。2020年異構(gòu)計算行業(yè)市場規(guī)模為約296.16億元，增長率為25.9%。2021年異構(gòu)計算行業(yè)市場規(guī)模為約362.35億元，增長率為22.8%。

異構(gòu)計算的應(yīng)用范圍很廣，幾乎所有涉及巨大挑戰(zhàn)性問題的求解都可用異構(gòu)計算進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的求解。典型的應(yīng)用包括圖像理解、質(zhì)點(diǎn)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(yīng)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(gòu)計算來進(jìn)行求解。

異構(gòu)計算行業(yè)未來發(fā)展趨勢預(yù)測

總體而言，我國異構(gòu)計算行業(yè)在政策支持和市場需求的推動下，取得了一定的發(fā)展成果。未來，隨著技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新和市場的不斷擴(kuò)大，我國異構(gòu)計算行業(yè)有望實(shí)現(xiàn)更加快速和穩(wěn)健的發(fā)展。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年中國異構(gòu)計算行業(yè)市場規(guī)模176.88億元左右，2023年H1中國異構(gòu)計算行業(yè)市場規(guī)為216.01億元左右。預(yù)測2029年中國異構(gòu)計算行業(yè)市場規(guī)模為988.52億元。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，異構(gòu)計算市場需求不斷增加。根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，我國異構(gòu)計算市場規(guī)模逐年擴(kuò)大，并預(yù)計在未來幾年內(nèi)將保持較高增長率。

未來應(yīng)重點(diǎn)開展異構(gòu)混合多機(jī)方式的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)計算的研究，它代表著發(fā)展趨向，且較經(jīng)濟(jì)有效;自動異構(gòu)計算是長期追求目標(biāo)，在現(xiàn)階段宜采用用戶指導(dǎo)方法來進(jìn)行研究和開發(fā);應(yīng)盡量利用現(xiàn)有成熟工具如pvm和mpi來開展異構(gòu)計算的研究和開發(fā);應(yīng)注意開展異構(gòu)計算的理論分析和建模、性能估計模型、有關(guān)軟件工具以及異構(gòu)計算中任務(wù)映射和調(diào)度算法等方面的研究;應(yīng)研究如何使異構(gòu)計算系統(tǒng)具有良好的單一系統(tǒng)映像。

中研普華通過對市場海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、加工、分析、傳遞，為客戶提供一攬子信息解決方案和咨詢服務(wù)，最大限度地幫助客戶降低投資風(fēng)險與經(jīng)營成本，把握投資機(jī)遇，提高企業(yè)競爭力。想要了解更多最新的專業(yè)分析請點(diǎn)擊中研普華產(chǎn)業(yè)研究院的《2023-2028年中國異構(gòu)計算行業(yè)市場前瞻分析與未來投資戰(zhàn)略規(guī)劃報告》。

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  2023-2028年中國異構(gòu)計算行業(yè)市場前瞻分析與未來投資戰(zhàn)略規(guī)劃報告

  異構(gòu)計算是指使用不止一種處理器或內(nèi)核的系統(tǒng)。 這些系統(tǒng)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(xié)處理器來提高性能或能效，這些協(xié)處理器通常結(jié)合專門的處理能力...

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