xpu XPU时代创新者英特尔

11月11日，英特尔正式发布全新服务器GPU，这是数据中心的第一款独特产品。该服务器基于Xe LP微体系结构，专为Android云游戏和高密度、低延迟的流媒体服务而设计。与此同时，英特尔还宣布将于12月正式交付相应的软件堆栈oneAPI Gold工具。

与此同时，英特尔推出了新的服务器GPU和oneAPI软件，这意味着英特尔开始释放XPU的强大力量。

英特尔率先定义了XPU时代

十年前，美国数据科学家勋伯格在他的《大数据时代》一书中系统地解释了“大数据时代”。

十年后，互联网、人工智能和云计算的发展正在迅速推动全球数据量的增长。根据国际数据公司IDC的统计，预计到2025年，全球数据量将从2016年的16.1 ZB增加到163 ZB，增长10倍。

虽然越来越多的数据让现代人陷入隐私泄露的恐慌，但不可否认的是，大数据正在给硬件、软件甚至服务等市场带来前所未有的经济增长。

根据中国通信学会发布的《大数据白皮书》，预计到2020年，全球大数据硬件、软件和服务的市场规模将分别达到150亿美元、200亿美元和210亿美元。这意味着，基于大数据，将有一个价值560亿美元的全球市场。

但在此之前，我们需要解决一个关键问题，在单个芯片的计算能力有限的情况下，如何充分发挥海量数据的真正价值？

英特尔已经给出了这个问题的答案。2015年，英特尔开始斥资167亿美元收购当时全球第二大FPGA制造商Altera。此后先后收购了专注深度学习的Nervana Systems、计算机视觉公司Movidius、自主驾驶视觉处理公司Mobileye、云AI推理芯片商业化的Habana Labs。

英特尔成为业内唯一拥有各类AI芯片的公司后，立即吸纳业内顶尖芯片人才，在2018架构日提出了流程、封装、架构、存储、互联、安全、软件六大技术策略。

2018年的架构日在英特尔历史上具有划时代的意义，XPU异构视觉诞生于此，即标量、矢量、矩阵和空组成的SVMS架构，分别对应CPU、GPU、加速器和FPGA，可以结合多种异构。

这是英特尔和业界第一次在单一架构如XPU之后明确定义发展方向。

英特尔数据中心XPU产品和解决方案副总裁杰夫·麦克维(Jeff McVeigh)表示:“提出XPU战略是因为我们意识到，需要不同类型的架构来服务不同的工作负载，其中一些本质上是标量，而另一些是矢量、矩阵、空等。”

从Xe架构到独立显卡，实现XPU愿景的重要一步

英特尔在XPU战略上进步神速。在其他芯片公司还处于大规模并购阶段的时候，它已经凭借其丰富的技术经验推出了自己的第一款针对数据中心的独特产品。

据英特尔介绍，这款GPU采用了英特尔最节能的图形架构——Intel Xe LP微架构，具有低功耗和独立的片上系统设计，并配备了128位流水线和8GB专用板载低功耗DDR4视频内存。

此外，如果英特尔服务器GPU与英特尔至强可扩展处理器相结合，服务提供商可以在不改变服务器数量的情况下独立扩展显卡容量，从而在每个系统上支持更多的流和用户，同时实现更低的总拥有成本。

通过在新华三的3/4长全高x16 3.0扩展卡中封装四个英特尔服务器GPU，在典型双卡系统中可以支持100多个Android云游戏并发用户。这个数量最多可以扩展到160个并发用户，实际数量取决于具体的游戏和服务器配置。

Intel XPU战略之所以进步神速，是因为从2019年底发布Xe架构到推出基于Xe架构的集成GPU和独立GPU产品，以及在数据中心使用独立产品，不到一年的时间就完成了产品交付计划。

实际上，Xe架构作为一种基本的GPU架构，具有灵活的属性和很强的可扩展性，可以针对不同的领域和场景生成多种GPU产品。

2020年英特尔架构日，英特尔首次正式推出可实现细节全面扩展的Xe图形架构。根据不同的应用场景，Xe架构可以分为四个系列:Xe LP、Xe HP、Xe HPC和Xe HPG。

Xe LP属于低功耗系列，是PC和移动计算平台最高效的架构。xelp最大配置高达96 EU单元，并有新的架构设计，包括异步计算、视图实例化、采样器反馈、用AV1更新媒体引擎、更新显示引擎等。TigerLake SoC中集成的GPU，Intel sharp torch Xe MAX的独立显卡，以及此次发布的针对数据中心的独立产品都采用这种架构。

作为首批使用英特尔首款数据中心独立产品的客户之一，腾讯仙游云游戏总经理梁芳表示:“SG1拥有非常强大的编码能力，能够提供高密度、低延迟、灵活多样的视频编码能力。此外，在我们测试的产品中，英特尔SG1的性价比很高，英特尔技术团队的支持也非常强大。”

Xe HP是高性能家族，是业界首款多块、高可扩展性的高性能架构，可提供数据中心级和机架级媒体性能、GPU可扩展性和AI优化。目前正处于与客户测试阶段，明年将推出Xe HP产品。

Xe HPC属于高性能计算家族，可用于超级计算机。Xe HPG是一个为游戏优化的微架构，它将有加速光线跟踪支持。Xe HPG产品预计将于2021年开始发货。

世界同oneAPI实现XPU的“灵魂互通”

一般来说，由于底层硬件架构的不同，开发人员往往需要用不同的代码重写同一个开发一次，这需要很大的人力和财力成本。如果把XPU在硬件层面的实现比作一个不同语言的团队，那么就需要一台能够降低团队成员沟通成本，甚至实现“灵魂互通”的机器，才能更好的释放团队的真实实力。

虽然没有办法从生物算法的角度实现意识与“灵魂”的交流与沟通，计算机应用的跨平台优化一直是业界的难点，但对于XPU来说，英特尔开发了一款帮助XPU团队释放真正实力的工具，即英特尔软件级oneAPI Toolkit。

英特尔官方表示，如果使用oneAPI工具包，开发人员可以访问英特尔XPU基于高行业标准的通用、开放编程模型，释放底层硬件性能，降低软件开发和维护成本。

同时，杰夫也告诉雷锋。“oneAPI可以无缝地将库中熟悉的语言和代码(如所有运行在至强处理器上的代码)迁移到GPU和其他架构中。所以它确实有很多优点，比如代码重用、使用现有库的能力等等。如果您已经熟悉一些库，如TBB和英特尔的其他库，我们已经扩展了它们以支持多种体系结构。这样使用过这些库的开发者就可以继续做开源，支持GPU等XPU架构。”

“oneAPI使您不必拥有两种不同的配置和两种不同的构建，但它可以为设计点之间完全相同的服务提供一些灵活性。”英特尔数据平台业务部门副总裁兼视觉基础设施业务部门和NPG战略总经理LynnComp补充道。

OneAPI是英特尔在超级计算2019大会上首次提出的愿景，实现统一简化的跨架构编程模型，即不限于单个厂商专用的代码构造，可以实现源代码的集成。有了oneAPI，开发者可以针对自己的具体问题选择最好的加速器架构，而不需要为这个架构和平台重写软件。

英特尔第一次提出这个愿景的时候，很多人觉得很难实现，完成的可能性几乎为零。然而今天，英特尔如期交付了oneAPI开发者工具包，这证明了它的软件实力。

英特尔宣布将于12月在本地和英特尔开发平台上免费提供英特尔oneAPI工具包，还将提供包括英特尔技术咨询工程师全球支持在内的商业版本。英特尔还将向oneAPI产品迁移英特尔并行工作室XE和英特尔系统工作室工具包。

值得一提的是，即使不使用Intel芯片，oneAPI也能做到兼容并包、相互支持，有能力做到“一地一世界”、生态系统广阔，这也促使oneAPI得到了行业更广泛的支持。最近微软Azure和谷歌TensorFlow都宣布支持oneAPI，很多领先的研究机构、公司、大学也支持oneAPI。

雷锋网综述

从收购FPGA公司到吸纳图形处理器顶尖人才，从开发单一架构到定义XPU时代，从提出Xe架构到按期交付产品，英特尔这几年一直在探索释放大数据潜力的产业领域，现在已经成长为业内唯一一家能提供XPU芯片，并能为其提供合适的软件、应用和生态的全能公司。英特尔在数据中心领域拥有独特的优势。

英特尔未来在XPU的道路上会取得怎样的成就？