随着技术的进一步创新和市场的不断扩大 异构计算行业未来发展趋势预测

• 黄文玉 2023年12月5日 来源：互联网 1459 97
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在异构计算系统上进行的并行计算通常称为异构计算。人们已从不同角度对异构计算进行定义，综合起来我们给出如下定义：异构计算是一种特殊形式的并行和分布式计算，它或是用能同时支持simd方式和mimd方式的单个独立计算机，或是用由高速网络互连的一组独立计算机来完成计

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。异构计算，异构计算技术从80年代中期产生，由于它能经济有效地获取高性能计算能力、可扩展性好、计算资源利用率高、发展潜力巨大，已成为并行/分布计算领域中的研究热点之一。随着通信和网络技术的迅速发展，网络计算概念应运而生。同构网络计算系统now或cow首先兴起，接着很快涌现出异构网络计算系统，从而使异构计算近年来成为并行/分布计算领域中的主要研究热点之一。

在异构计算系统上进行的并行计算通常称为异构计算。人们已从不同角度对异构计算进行定义，综合起来我们给出如下定义：异构计算是一种特殊形式的并行和分布式计算，它或是用能同时支持simd方式和mimd方式的单个独立计算机，或是用由高速网络互连的一组独立计算机来完成计算任务。它能协调地使用性能、结构各异的机器以满足不同的计算需求，并使代码(或代码段)能以获取最大总体性能方式来执行。

上游主要包括计算硬件和芯片设计厂商，如NVIDIA、AMD、英特尔等。他们负责研发和生产各种类型的计算加速器和处理器。中游主要包括计算平台和解决方案提供商，如云计算服务提供商、数据中心运营商等。他们提供基于异构计算的计算平台和解决方案，满足各种计算需求。下游主要包括应用开发商和终端用户，如科学研究机构、企业等。他们利用异构计算平台和解决方案进行应用开发和计算任务处理，满足各种需求。

异构计算行业发展现状分析

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。

由国际数据公司IDC、浪潮信息、清华大学全球产业研究院联合编制的《2022-2023全球计算力指数评估报告》(以下简称：《报告》)正式发布。该报告旨在强化对全球计算产业的洞察，发挥算力的赋能价值、推动计算产业的高质量发展。《报告》指出，在全球GDP增长乏力的背景下，数字经济保持强劲增长，算力是经济增长的主要驱动力。数据显示，全球主要国家数字经济占GDP的比重持续提升，预计样本国家整体比重将从2022年的50.2%增长到2026年的54.0%。计算力指数平均每提高1点，国家的数字经济和GDP将分别增长3.6‰和1.7‰，预计该趋势在2023—2026年将继续保持。

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)。

根据中研普华产业研究院发布的《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：

在异构计算时代，IP产业越来越重要，成为行业创新发展的关键环节。数字时代，传统的计算已经无法满足新的需求。如何海量、高密度、实时地感知和处理不同类型的数据流，成为芯片产业的新课题，这就使得异构计算概念渐渐深入人心。IP厂商作为芯片产业链的上游，可以推出多样化的产品和灵活组合，以满足多种处理器创新需求，同时兼顾技术融合与SoC集成，降低成本。

据调查统计，2017年异构计算行业市场规模为约120.10亿元，增长率为39.9%。2018年异构计算行业市场规模为约176.88亿元，增长率为38.2%。2019年异构计算行业市场规模为约234.94亿元，增长率为30.7%。2020年异构计算行业市场规模为约296.16亿元，增长率为25.9%。2021年异构计算行业市场规模为约362.35亿元，增长率为22.8%。

异构计算的应用范围很广，几乎所有涉及巨大挑战性问题的求解都可用异构计算进行经济有效的求解。典型的应用包括图像理解、质点示踪、声束形成、气候建模、湍流对流混合模拟以及多媒体查询等。这些应用中通常都含有多种不同的计算类型的需求，因此很适合于用异构计算来进行求解。

异构计算行业未来发展趋势预测

总体而言，我国异构计算行业在政策支持和市场需求的推动下，取得了一定的发展成果。未来，随着技术的进一步创新和市场的不断扩大，我国异构计算行业有望实现更加快速和稳健的发展。统计数据显示，2018年中国异构计算行业市场规模176.88亿元左右，2023年H1中国异构计算行业市场规为216.01亿元左右。预测2029年中国异构计算行业市场规模为988.52亿元。随着人工智能、大数据等技术的快速发展，异构计算市场需求不断增加。根据市场研究机构的数据，我国异构计算市场规模逐年扩大，并预计在未来几年内将保持较高增长率。

未来应重点开展异构混合多机方式的网络异构计算的研究，它代表着发展趋向，且较经济有效;自动异构计算是长期追求目标，在现阶段宜采用用户指导方法来进行研究和开发;应尽量利用现有成熟工具如pvm和mpi来开展异构计算的研究和开发;应注意开展异构计算的理论分析和建模、性能估计模型、有关软件工具以及异构计算中任务映射和调度算法等方面的研究;应研究如何使异构计算系统具有良好的单一系统映像。

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