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加速處理單元提高數(shù)據(jù)中心性能

2018-08-31    來源:天下數(shù)據(jù)IDC資訊

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現(xiàn)在人工智能、機器學習、視頻編碼和基因組研究等要求苛刻的應(yīng)用已經(jīng)離開研究實驗室范圍,并開始推動服務(wù)器微處理器市場的變革。借助加速處理單元,企業(yè)可提高數(shù)據(jù)中心工作流的處理速度。

Moor Insights&Strategy的高性能計算和深度學習咨詢主管Karl Freund說:“企業(yè)需要比傳統(tǒng)CPU更強大的微處理器來處理新的計算密集型工作負載。”

早期改進包括圖形處理單元(GPU)和張量處理單元(TPU),F(xiàn)在還開始出現(xiàn)未來處理單元來支持這些應(yīng)用程序,這使得服務(wù)器微處理器市場處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

歷史上來看,GPU主要用于游戲行業(yè)等領(lǐng)域的視頻數(shù)據(jù),但在21世紀初,Nvidia公司開始向客戶銷售新的高性能工作負載。

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IDC公司服務(wù)器解決方案研究經(jīng)理Peter Rutten說:“GPU擁有數(shù)千個內(nèi)核,這使它們能夠比CPU更好地執(zhí)行深度學習等并行工作負載。更重要的是,領(lǐng)先供應(yīng)商Nvidia圍繞其GPU構(gòu)建了完整的軟件堆棧。”

最終的結(jié)果是微服務(wù)器加速器市場不斷增加。根據(jù)IDC數(shù)據(jù)顯示,全球加速計算(具有加速技術(shù)的服務(wù)器)市場將從2019年的150億美元增加到2020年的190億美元,使其成為服務(wù)器市場中快速增長的部分。

不斷增長的領(lǐng)域

很多供應(yīng)商都希望利用這種微服務(wù)器市場的增長。在2018年2月,谷歌推出其TPU云服務(wù),聲稱當用于機器學習應(yīng)用程序時它比GPU快30倍。

亞馬遜云計算服務(wù)、蘋果、Facebook、IBM和微軟等行業(yè)巨頭都在投入數(shù)十億美元來構(gòu)建數(shù)據(jù)中心以處理新的公共云工作負載。研究人員正在尋求方法來降低其公司運營成本,以及設(shè)計新的微處理器以提高服務(wù)器性能。

例如,微軟現(xiàn)在將字段可編程門陣列用于其語音識別應(yīng)用程序。Freund預(yù)計微軟最終將推出由新微處理器支持的云服務(wù)。

初創(chuàng)公司

像英特爾這樣的微處理器供應(yīng)商一直在這個市場投資,同時,這個市場也出現(xiàn)了很多初創(chuàng)公司,包括Cambricon Technologies、Cerebras Systems、CDSM Interactive Solutions、Horizon Robotics、Tenstorrent和Wave Computing等公司。

截至2018年7月,這個供應(yīng)商市場仍處于發(fā)展的萌芽階段。除了開發(fā)新的加速處理單元外,供應(yīng)商還需要構(gòu)建一個軟件生態(tài)系統(tǒng) (一系列編程和管理工具),允許第三方可圍繞高性能芯片構(gòu)建應(yīng)用程序。

在這個初始階段,尚不清楚哪些微處理器會成為主流。

Gartner公司研究總監(jiān)Alan Priestley說:“目前加速器市場正處于新生狀態(tài),客戶還正在弄清楚這些系統(tǒng)可以做什么以及供應(yīng)商的各種解決方案如何結(jié)合其應(yīng)用程序。”

加速處理單元進入數(shù)據(jù)中心

這些硬件改變將會從多個方面影響數(shù)據(jù)中心。在某些情況下,企業(yè)將會添加加速器到其服務(wù)器以及構(gòu)建自己的高性能應(yīng)用程序。

Freund稱:“對于大型金融服務(wù)公司而言,構(gòu)建定制智能應(yīng)用程序是有意義的。”

但開發(fā)高性能應(yīng)用程序來配合加速器是復雜且具有挑戰(zhàn)性的工作。

Priestley稱:“開發(fā)這些高性能應(yīng)用程序所需的能力超出了大多數(shù)公司的技能范疇。”這項工作很復雜,很少有程序員有與這些系統(tǒng)相關(guān)的經(jīng)驗,這會使應(yīng)用程序開發(fā)變得昂貴。

而供應(yīng)商為企業(yè)提供了通過云使用大量處理服務(wù)的能力。

此選項將會得到更多的部署,因為服務(wù)協(xié)議比DIY更易于部署,只需要較低的投資,并可將持續(xù)的維護負擔從企業(yè)轉(zhuǎn)移給云供應(yīng)商。

無論企業(yè)如何利用加速處理單元,這些變化將會極大地影響服務(wù)器設(shè)計,帶來交換和工作負載優(yōu)先排序的新配置。

自20世紀70年代以來,企業(yè)一直依靠英特爾微處理器來支持他們的工作負載,但是,展望未來,他們將部署更多種類的服務(wù)器微處理器。

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