7家芯片供貨商近日宣布將聯(lián)手針對服務(wù)器加速器(server accelerators)聯(lián)手定義緩存一致性互連架構(cache-coherent interconnect)，在云端運算應用領(lǐng)域提供英特爾(Intel)、Nvidia以外的替代方案。此舉是橫跨ARM、x86與Power架構處理器的服務(wù)器硬件架構合作。

上述7家芯片廠(chǎng)商包括AMD、ARM、華為(Huawei)、IBM、Mellanox、高通(Qualcomm)與賽靈思(Xilinx)，將聯(lián)手為定義服務(wù)器加速器緩存一致性互連(Cache Coherent Interconnect for Accelerators，CCIX)規格；該聯(lián)盟預計在今年底公布規格草案，但到目前為止并未公布任何關(guān)于此合作案的技術(shù)或財務(wù)細節。

英特爾在去年以167億美元收購了可程序化邏輯組件供貨商Altera，有部分原因就是為了使用后者的FPGA做為Xeon服務(wù)器處理器的加速器；英特爾已經(jīng)開(kāi)始推出在單一封裝中整合Altera之FPGA與其Xeon處理器的產(chǎn)品。至于其他處理器供貨商則是分別與賽靈思接洽，試圖為其芯片建立緩存一致性連結；于是Xilinx提出了定義適用所有處理器之單一連結的想法。

從去年開(kāi)始，以加速器芯片來(lái)提高處理器性能的需求如野火般延燒整個(gè)運算產(chǎn)業(yè)，大部分來(lái)自于各家網(wǎng)絡(luò )巨擘開(kāi)始在眾多新興應用領(lǐng)域如語(yǔ)音識別、影像識別以及上下文搜尋等，采用新一代的機器學(xué)習算法。

Google在甫落幕的年度Google I/O大會(huì )上也宣布已經(jīng)自行開(kāi)發(fā)加速器芯片，稱(chēng)為張量處理單元(tensor processing unit，TPU)；應用于相對速度較低且非一致性快取的PCI Express總線(xiàn)。目前TPU已經(jīng)應用于Google的數據中心處理各種任務(wù)，被視為該公司云端服務(wù)的差異化特色之一。

微軟(Microsoft)與百度(Baidu)也已經(jīng)在數據中心使用FPGA，加速從搜索引擎到網(wǎng)絡(luò )安全性等不斷增加的任務(wù)處理速度；他們通常是在PCIe板卡上使用FPGA。而Nvidia今年稍早發(fā)表首款采用緩存一致性鏈接接口NVLink的繪圖處理器Pascal；該接口用以鏈接Nvidia的GPU以及采用IBM Power架構的處理器。

今年稍早，Facebook發(fā)表了以GPU為基礎、應用于人工智能任務(wù)的服務(wù)器設計；而Google的一位頂尖工程師則于不久前透露，該公司在數據中心采用越來(lái)越多數量的GPU。

除了機器學(xué)習，上述的CCIX組織成員表示，將開(kāi)發(fā)的接口會(huì )有助于加速器進(jìn)駐包括大數據分析、網(wǎng)絡(luò )處理等應用；特定功能加速器在協(xié)助通用處理器方面所扮演的角色重要性越來(lái)越顯著(zhù)，因為后者若要趕上摩爾定律的步伐(Moore’s law)，成本變得越來(lái)越高昂。CCIX標準可望應用于廣泛的加速器與服務(wù)器處理器，但合作成員都尚未透露具體計劃。

賽靈思表示該規格將應用于16納米制程FPGA，但未提及產(chǎn)品何時(shí)上市；Mellanox則可能會(huì )在高端網(wǎng)絡(luò )控制器以及收購自EZChip的網(wǎng)絡(luò )處理器都采用該規格。而IBM在今年稍早展示的、預計2017年問(wèn)世之Power 9處理器電路圖，其中的緩存一致性接口應該就是CCIX。

高通與華為可能會(huì )在開(kāi)發(fā)中的ARM架構服務(wù)器單芯片采用新接口；AMD則應該會(huì )在未來(lái)的ARM架構與x86架構服務(wù)器處理器、還有Radeon繪圖處理器都采用CCIX，不過(guò)到目前為止AMD并未像是競爭對手Nvidia那樣著(zhù)重GPU加速器的市場(chǎng)。

CCIX會(huì )是開(kāi)放性FPGA應用程序編程接口的補充

CCIX組織尚未決定其接口規格將會(huì )采用免費授權模式，或是將之交由經(jīng)認證的標準機構來(lái)經(jīng)營(yíng)；此外該組織也尚未透露任何關(guān)于接口帶寬、數據傳輸速率或延遲等方面的技術(shù)目標，僅表示相關(guān)參數至少都能與目前的其他替代方案媲美。

“我們將能與所有現存替代技術(shù)競爭，在某些應用案例中甚至表現可以更好；”賽靈思架構副總裁Gaurav Singh表示：“我們將有單一個(gè)跨越x86、Power與ARM架構的一致性協(xié)議──這是以往從未有過(guò)的。”

網(wǎng)絡(luò )巨擘如Google正準備探詢(xún)由英特爾x86架構轉移至例如ARM或是Power架構的可能性；今年稍早，一位微軟工程師表示，數據中心日益龐大的工作負載將迫使運算架構重新設計，而有一部分焦點(diǎn)將集中在新種類(lèi)的加速器。

最近開(kāi)放源碼軟件開(kāi)發(fā)商Red Hat正在主導重整針對包括FPGA在內之服務(wù)器加速器軟件編程接口的支持，對此Singh表示：“CCIX將與其行動(dòng)互補；”他進(jìn)一步指出：“CCIX 不會(huì )定義應用程序編程接口(API)，那個(gè)部分將會(huì )由軟件業(yè)者來(lái)主導。CCIX會(huì )需要一些平臺軟件方面的改變來(lái)支持，但我們不預期會(huì )動(dòng)到操作系統。”

“我們將因為擁有選擇性而獲益，有像是CCIX這樣的替代方案對產(chǎn)業(yè)界是好事；”Red Hat負責上述針對加速器之開(kāi)放性編程接口的Jon Masters表示，CCIX提供了產(chǎn)業(yè)界需要的一些功能；是在英特爾的QPI以及IBM的CAPI (Coherent Accelerator Processor Interface)以外，另一個(gè)很不錯的替代技術(shù)。他指出在軟件部分，目標是定義使用加速器的開(kāi)放性軟件接口，因此無(wú)論底層互連技術(shù)是QPI、PCI Express、CAPI或CCIX等等，都有免驅動(dòng)程序的編程環(huán)境。

CCIX成員有大量現有技術(shù)可利用，例如ARM有一套 一致性SoC互連，AMD主導的異質(zhì)系統架構基金會(huì )(Heterogeneous Systems Architecture Foundation)為手機處理器的CPU、GPU開(kāi)發(fā)了緩存一致性連結；此外IBM已經(jīng)在Power架構芯片中使用一致性加速器處理器接口(即 CAPI)。

市場(chǎng)研究機構Moor Insights and Strategy的資深分析師Karl Freund認為，如果CCIX能順利推廣，潛在好處將會(huì )非常龐大；不過(guò)他預期最終成果可能要到2019年甚至2020年才會(huì )看到，因為該鏈接接口得等到IBM的Power 9、AMD的Zen以及ARM的新一代處理器核心問(wèn)世之后才會(huì )現身。

而Freund也表示，推動(dòng)CCIX的七家大廠(chǎng)還少了一家──Nvidia的缺席會(huì )在它們進(jìn)入運算加速以及圍繞其軟件建立了有價(jià)值的生態(tài)系統時(shí)成為問(wèn)題。