异构计算行业市场前瞻分析与未来投资 异构计算的发展机会与挑战

• 吴亚楠 2023年8月31日 来源：互联网 755 45
• 繁体

超异构计算架构是一种将不同类型和规模的硬件资源，包括CPU、GPU、FPGA等，进行异构集成的方法。它通过独特的软件和硬件协同设计，实现了计算资源的灵活调度和优化利用，从而大大提高了计算效率和性能。

随着制造技术的进一步扩展允许以前的分立组件成为片上系统或 SoC 的集成部分，现代计算系统中的异构性水平正在逐渐增加。 例如，许多新处理器现在包括用于与其他设备(SATA、PCI、以太网、USB、RFID、无线电、UART 和内存控制器)以及可编程功能单元和硬件加速器(GPU、密码学)接口的内置逻辑 协处理器、可编程网络处理器、A/V 编码器/解码器等)。

异构计算是指使用不止一种处理器或内核的系统。 这些系统不仅通过添加相同类型的处理器来提高性能或能效，而且还通过添加不同的协处理器来提高性能或能效，这些协处理器通常结合专门的处理能力来处理特定任务。

根据中研普华研究院撰写的《2023-2028年中国异构计算行业市场前瞻分析与未来投资战略规划报告》显示：

异构计算行业市场前瞻分析与未来投资

异构计算的兴起从表面上看与功耗瓶颈有关，但从更深层看，则与工作负载密切相关。虽然通用 CPU 拥有广泛应用，但是经过 30 多年的发展，通过提升 CPU 时钟频率和内核数量来提高计算能力的传统方式遇到散热和能耗瓶颈。

在过去，异构计算意味着必须以不同方式处理不同的 ISA，而在现代示例中，异构系统架构 (HSA) 系统在使用多种处理器类型(通常是 CPU 和 GPU)时消除了差异(对于用户)，通常在 相同的集成电路，以提供两全其美：通用 GPU 处理(除了 GPU 众所周知的 3D 图形渲染功能外，它还可以对非常大的数据集执行数学密集型计算)，而 CPU 可以运行 操作系统并执行传统的串行任务。

异构计算(Heterogeneous Computing)，主要指不同类型的指令集和体系架构的计算单元组成的系统的计算方式，在云数据中心、边缘计算场景等有着广泛应用。

新一代超异构计算架构正在崭露头角。这种创新型技术，以其强大的数据处理能力和高效的能源管理，正在重塑我们的生活和工作方式。超异构计算架构是一种将不同类型和规模的硬件资源，包括CPU、GPU、FPGA等，进行异构集成的方法。它通过独特的软件和硬件协同设计，实现了计算资源的灵活调度和优化利用，从而大大提高了计算效率和性能。

该技术的突出特点在于其超强的可扩展性和灵活性。无论是对于高性能计算，还是对于低功耗应用，超异构计算都能提供出色的解决方案。此外，它还通过高度集成和优化，减小了硬件占用空间，降低了能源消耗，为绿色计算提供了有力支持。

异构计算六大应用场景：

第一类，HPC 高性能计算场景，包括汽车和航空航天建模仿真、电子自动化设计与验证、生命科学等;第二类是人工智能场景，不管是深度学习训练，还是深度学习推理，都需进行大量矩阵运算，尤其是大规模互联网应用场景，比如推荐、广告、搜索等;第三类是物联网与边缘计算场景，由于海量数据要在边缘或云端进行处理，其中在线推理任务需要大量的边缘和云端算力进行加速;第四类是 5G 和通信场景。虽然部分网络功能以软件 NFV 形式运行于 CPU 上，但是仍然有部分算法需要异构加速器(如 FPGA 或 ASIC)进行加速;第五类是多媒体处理和云游戏场景。在高清视频转码、视频图像渲染、图像超分辨率等场景，为获得高吞吐和低延时，异构算力不可或缺;最后一类是云计算，为了让云计算平台可以提供更高的性能、更低的成本，以及满足对基础设施管理的需求，云计算企业逐渐在云中部署更多的异构加速器来加速计算、网络和存储。

算力助推经济增长，成为数字经济发展新引擎。今年 4 月，由 IDC、浪潮信息和清华大学全球产业研究院联合推出的《2021—2022 全球计算力指数评估报告》显示，计算力指数平均每提高 1 点，数字经济和 GDP 将分别增长 3.5‰和 1.8‰。中国信通院发布的《中国算力发展指数白皮书》表明，在算力中每投入 1 元，将带动 3-4 元经济产出。算力发展指数每提高 1 点，GDP 增长约 1293 亿元。

异构计算的发展机会与挑战

随着“十四五”计划的不断落地，加快数字化发展，大力发展数字经济，打造具有国际竞争力的数字产业集群，全面实施智能制造行动计划，业已成为我国当前发展的重点之一。异构计算是多元算力的典型。跨越标量(CPU)、矢量(GPU)、矩阵(ASIC)、空间(FPGA)的异构计算，如今已经成为企业推动 IT 基础设施重构的重要力量。其能够将不同架构的运算单元整合到一起进行并行计算，以最适合的专用硬件去做最适合的事如密集计算或外设管理等，从而达到性能和成本的最优化。因此很多企业开始尝试使用异构计算来化解算力瓶颈，挖掘和实现算力增长。

计算支持的层面上云计算、雾计算、边缘计算等相继而起，从场景层面上，智能家居、工业制造、交通政务、环境勘测等各自芬芳。我们能看到的算力形态已开始百花争艳，而在我们看不到的地方，依然有着旺盛的算力需求。算力变得愈加重要，但是其发展却面临供需矛盾问题。一方面，对算力的需求增长迅猛。无论是企业数字化转型，还是智能终端消费和移动数据流量消费规模的不断扩大，都在持续释放算力需求;另一方面，传统的单一计算架构面临性能和功耗瓶颈，无法满足日益高涨的算力需求。简言之，算力遇到瓶颈，并且成为摆在企业和行业面前的难题。

异构计算行业报告对中国异构计算行业的发展现状、竞争格局及市场供需形势进行了具体分析，并从行业的政策环境、经济环境、社会环境及技术环境等方面分析行业面临的机遇及挑战。还重点分析了重点企业的经营现状及发展格局，并对未来几年行业的发展趋向进行了专业的预判。

本报告同时揭示了市场潜在需求与潜在机会，为战略投资者选择恰当的投资时机和公司领导层做战略规划提供准确的市场情报信息及科学的决策依据，同时对政府部门也具有极大的参考价值。想了解关于更多异构计算行业专业分析，可点击查看中研普华研究院撰写的《2023-2028年中国异构计算行业市场前瞻分析与未来投资战略规划报告》。

• 相关深度报告REPORTS

  

  2023-2028年中国异构计算行业市场前瞻分析与未来投资战略规划报告

  异构计算是指使用不止一种处理器或内核的系统。 这些系统不仅通过添加相同类型的处理器来提高性能或能效，而且还通过添加不同的协处理器来提高性能或能效，这些协处理器通常结合专门的处理能力...

  查看详情

延伸阅读

推荐阅读

猜您喜欢