7家芯片供貨商近日宣布將聯(lián)手針對服務器加速器(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架構處理器的服務器硬件架構合作。

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

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服務器處理器的加速器；英特爾已經開始推出在單一封裝中整合Altera之FPGA與其Xeon處理器的產品。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。

從去年開始，以加速器芯片來提高處理器性能的需求如野火般延燒整個運算產業(yè)，大部分來自于各家網(wǎng)絡巨擘開始在眾多新興應用領域如語音識別、影像識別以及上下文搜尋等，采用新一代的機器學習算法。

Google在甫落幕的年度Google I/O大會上也宣布已經自行開發(fā)加速器芯片，稱為張量處理單元(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。目前TPU已經應用于Google的數(shù)據(jù)中心處理各種任務，被視為該公司云端服務的差異化特色之一。

微軟(Microsoft)與百度(Baidu)也已經在數(shù)據(jù)中心使用FPGA，加速從搜索引擎到網(wǎng)絡安全性等不斷增加的任務處理速度；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，F(xiàn)acebook發(fā)表了以GPU為基礎、應用于人工智能任務的服務器設計；而Google的一位頂尖工程師則于不久前透露，該公司在數(shù)據(jù)中心采用越來越多數(shù)量的GPU。

除了機器學習，上述的CCIX組織成員表示，將開發(fā)的接口會有助于加速器進駐包括大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡處理等應用；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越顯著，因為后者若要趕上摩爾定律的步伐(Moore’s law)，成本變得越來越高昂。CCIX標準可望應用于廣泛的加速器與服務器處理器，但合作成員都尚未透露具體計劃。

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

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

CCIX會是開放性FPGA應用程序編程接口的補充

CCIX組織尚未決定其接口規(guī)格將會采用免費授權模式，或是將之交由經認證的標準機構來經營；此外該組織也尚未透露任何關于接口帶寬、數(shù)據(jù)傳輸速率或延遲等方面的技術目標，僅表示相關參數(shù)至少都能與目前的其他替代方案媲美。

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

網(wǎng)絡巨擘如Google正準備探詢由英特爾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(shù)據(jù)中心日益龐大的工作負載將迫使運算架構重新設計，而有一部分焦點將集中在新種類的加速器。

最近開放源碼軟件開發(fā)商Red Hat正在主導重整針對包括FPGA在內之服務器加速器軟件編程接口的支持，對此Singh表示：“CCIX將與其行動互補；”他進一步指出：“CCIX 不會定義應用程序編程接口(API)，那個部分將會由軟件業(yè)者來主導。CCIX會需要一些平臺軟件方面的改變來支持，但我們不預期會動到操作系統(tǒng)?！?

“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業(yè)界是好事；”Red Hat負責上述針對加速器之開放性編程接口的Jon Masters表示，CCIX提供了產業(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，另一個很不錯的替代技術。他指出在軟件部分，目標是定義使用加速器的開放性軟件接口，因此無論底層互連技術是QPI、PCI Express、CAPI或CCIX等等，都有免驅動程序的編程環(huán)境。

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

市場研究機構Moor Insights and Strategy的資深分析師Karl Freund認為，如果CCIX能順利推廣，潛在好處將會非常龐大；不過他預期最終成果可能要到2019年甚至2020年才會看到，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世之后才會現(xiàn)身。

而Freund也表示，推動CCIX的七家大廠還少了一家──Nvidia的缺席會在它們進入運算加速以及圍繞其軟件建立了有價值的生態(tài)系統(tǒng)時成為問題。