Qualcomm致勝移動行業(yè)的戰(zhàn)略支柱：異構(gòu)計算

Qualcomm致勝移動行業(yè)的戰(zhàn)略支柱：異構(gòu)計算今天，在陽光明媚的圣迭戈，美國高通公司Uplinq2013年度開發(fā)者大會拉開序幕。來自移動生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)千名參會者聽取了Qualcomm董事長兼首席執(zhí)行官保羅·雅各布博士和Qualcomm移動計算（QMC）聯(lián)席總裁MurthyRenduchintala發(fā)表的大會開幕主題演講。Murthy的開幕演講立場堅定，向行業(yè)和競爭對手發(fā)出了正面挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在顯而易見的是，在用于移動終端的專用計算（或稱異構(gòu)計算）方面樹立領(lǐng)先地位，將幫助Qualcomm在移動時代大獲全勝。下面我先介紹一些背景。我曾在此提到，計算分為兩種類型：同構(gòu)計算和異構(gòu)計算。同構(gòu)計算是指終端在同一類型的處理器上進行大部分的工作。例如在PC或服務(wù)器這樣的終端上，大部分工作都是在CPU上完成的。異構(gòu)計算與之相反，它使用不同類型的處理器（或Qualcomm所說的“引擎”）來處理不同類型的任務(wù)。這些“引擎”形式多樣，可以是GPU、DSP或許多其他專用引擎，當(dāng)然也包括CPU。當(dāng)架構(gòu)完善并搭配最適合的軟件時，這種計算方式是最有效的，因為它可以在特定的功率預(yù)算內(nèi)實現(xiàn)最高的性能。但需要明確的是，擁有多個CPU核心，即使是尺寸不同，也不屬于異構(gòu)計算。Qualcomm的Murthy用了一個絕妙的“足球隊”來比喻異構(gòu)計算。他說，場上不同的球員，如守門員、前鋒、中場和后衛(wèi)，分別擁有不同的技能和位置。如果每個隊員都是守門員，那么這不會是一個優(yōu)秀的球隊。我認為這形象地解釋了每個專用引擎是如何與SoC的其他引擎完美協(xié)作的。我曾以高爾夫俱樂部為例，在每個俱樂部，您的木桿、鐵桿、挖起桿以及推桿都有不同的用途。只用推桿就想打出80-100桿的成績是不可能的。這么說，異構(gòu)計算是符合常識的。異構(gòu)計算對于智能手機和平板電腦等移動終端非常重要。現(xiàn)在，“手機”的用途不僅僅是打電話而已，而是多種多樣的，現(xiàn)在它的角色更像一臺電腦。在Murthy的主題演講中，他列舉了幾個關(guān)鍵的消費者調(diào)研結(jié)果，突出了智能手機不同使用模式的利用率：如游戲、搜索/購物、導(dǎo)航及拍照：~80%的消費者使用手機來玩游戲，而不是游戲機~60%的消費者使用手機搜索和網(wǎng)上購物，而不是自己的電腦~80%的消費者使用手機來導(dǎo)航，而不是他們的專用GPS設(shè)備~60%的消費者一周數(shù)次使用移動終端拍照移動終端在未來將會進一步演化，因為我看到消費者開始使用自己的手機使用虛擬和擴增實境應(yīng)用，用手機連接4K電視玩游戲，越來越多地使用基于語音和手勢感應(yīng)的自然用戶界面，以及拍攝更佳的計算攝影和錄像。要應(yīng)對這些新的使用模式，增加更多的CPU核心并不能解決問題。這樣做只會增加功耗，在移動計算領(lǐng)域也很難實現(xiàn)。甚至連PC行業(yè)也清楚這一點。標(biāo)準(zhǔn)的筆記本電腦平均CPU核心數(shù)是兩個，而PC架構(gòu)師正專注于提高GPU性能和降低總體系統(tǒng)功耗。一臺PC的功率難以驅(qū)動4個CPU核心，而一個手機驅(qū)動4-8核心更是難上加難。異構(gòu)計算是答案。Murthy在Uplinq大會的開幕演講中明確表示，Qualcomm要在移動市場致勝的一個方式就是通過異構(gòu)計算。讓我闡述一下Qualcomm的秘訣。首先，Murthy表示，Qualcomm致力于打造最一流的組件（或“引擎”）。這些組件包括CPU、GPU、DSP、多種連接引擎、多種多媒體引擎、攝像頭引擎、顯示器引擎、導(dǎo)航和傳感器核心：CPU：即“Krait”，它雖然基于ARM指令集架構(gòu)，但因為Qualcomm擁有架構(gòu)許可，所以基本上公司是從零開始設(shè)計該CPU的。他們靈活地優(yōu)化了內(nèi)存控制器、緩存、頻率等，實現(xiàn)了卓越的性能和極低的功耗。GPU：即“Adreno”，它為游戲、用戶界面以及高性能計算任務(wù)??提供了更快的圖形功能。DSP：即“Hexagon”，這一數(shù)字信號處理器（DSP）非常適合“實時在線”功能，如“聽”和“看”等這些需要極低功耗的功能。連接引擎：“Gobi”LTE、“Atheros”、WiFi、藍牙和NFC，它們對通信、導(dǎo)航以及與其他終端的連接至關(guān)重要。多媒體引擎：固定功能模塊，播放高清視頻和音頻，并將其進行編碼。攝像頭引擎：業(yè)內(nèi)知名的是圖像信號處理器（ISP）和視頻信號處理器（VSP），用于提升圖片或視頻的質(zhì)量。如您所見，每一個“引擎”都承擔(dān)著不同的任務(wù)，Qualcomm許多知識產(chǎn)權(quán)都參與其中，使驍龍?zhí)幚砥髟诠δ芎蜕鲜袝r間方面都具有很強的競爭力。Qualcomm的戰(zhàn)略不僅涉及這些單獨的模塊，還將這些模塊聰明地綁定在一起。Qualcomm還擁有用于互連、緩存和內(nèi)存的知識產(chǎn)權(quán)，從而在硬件層面上將整個解決方案集成到一個優(yōu)化的SOC上。當(dāng)然，沒有軟件的情況下，你擁有的只是一塊“硅”；而在異構(gòu)計算時代，軟件則較同構(gòu)計算更為復(fù)雜。Qualcomm自主研發(fā)軟件，并且作為聯(lián)盟的一部分在未來幾年使之標(biāo)準(zhǔn)化。如今，這個行業(yè)需要移動異構(gòu)計算，并且為了幫助解決該問題，Murthy表示，Qualcomm已經(jīng)發(fā)布了許多軟件工具來幫助開發(fā)人員。擁有整個平臺的Qualcomm可以采取獨有的方式，但這恐怕不好，因為這樣會將獨立軟件供應(yīng)商（ISV），原始設(shè)計制造商（ODM）和原始設(shè)備制造商（OEM）困在一個解決方案中，并且它將最終扼殺開發(fā)人員的創(chuàng)新，而這種創(chuàng)新對平臺取得長遠的成功至關(guān)重要。Qualcomm值得被贊揚，當(dāng)有可用的開放標(biāo)準(zhǔn)時，他們就使用開放標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)沒有可用的開放標(biāo)準(zhǔn)時，他們就提供自己的工具和API。例如，他們?yōu)椴粩嗤晟频男袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供工具支持，如OpenGL和OpenCL。他們還幫助定義異構(gòu)計算的開放標(biāo)準(zhǔn)。Qualcomm是異構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)（HSA）基金會的創(chuàng)始成員之一，并積極參與科納斯組織（Khronos），探討OpenCL。由于目前支持DSP的開放編程標(biāo)準(zhǔn)很少，Qualcomm最近提供了名為“HexagonSDK”的原生工具來支持其DSP。此外，他們還提供了優(yōu)化庫，如Vuforia和FastCV，在驍龍?zhí)幚砥魃线\行時能夠充分利用驍龍?zhí)幚砥鲗Ｓ幸娴膬?yōu)勢，但還可以啟用“回落”支持，這對于代碼的可移植性是很重要的，例如，如果某獨立軟件開發(fā)商使用他們的SDK卻實際不是應(yīng)用于驍龍?zhí)幚砥?，該軟件可以“回落”到非?yōu)化版本，讓這個版本只在CPU上運行。一個很好的例子是，這項技術(shù)將集中應(yīng)用在游戲中。在游戲中，通過OpenGL、OpenCL和HexagonSDK，CPU、GPU、顯示引擎、傳感器核心和DSP可一次性全部使用到。為了使異構(gòu)計算發(fā)揮最佳效果，這些引擎需要很好地協(xié)作運行。在今天的活動中，谷歌的摩托羅拉也分享了異構(gòu)計算的一個好例子。摩托羅拉移動領(lǐng)先科技與項目組高級副總裁ReginaDugan展示了一個實際應(yīng)用，具有身臨其境的互動式故事講述體驗。摩托羅拉與著名藝術(shù)家合作，在AdrenoGPU上使用了OpenCL中運用的名為“開放曲面細分”的最前沿的圖形技術(shù)、高級傳感器和KraitCPU，創(chuàng)造出一種全新獨特的故事講述形式。Qualcomm的異構(gòu)計算方法有很大的意義……對于最苛刻的高爾夫球場而言，它是一套完整的設(shè)備。這也不是一條容易的道路，因為他們對此做了很多的