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自适应计算可成为新基建的强大数据处理引擎

—— 访赛灵思大中华区销售副总裁唐晓蕾与大中华区核心市场发展总监酆毅
作者:王 莹时间:2020-07-24来源:电子产品世界收藏


本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/202007/416105.htm

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唐晓蕾(Maria Tang),赛灵思大中华区销售副总裁唐晓蕾(左),酆毅(Bob Feng),赛灵思大中华区核心市场总监酆毅(右)

1   新基建“新”在哪儿

我国正大力发展新基建。新基建“新”在哪儿?新在数据,即如何做基建以把数据的能量很好地释放出来,使数据能更好地流通,以改变生活。

所以以前的基建是围绕人,即怎样改变人的生活,怎样让社会更高效;新基建的目标是“新”,在于围绕数据进行的基建。

我国给出了新基建的七大领域:其中5G、人工智能、数据中心,主要关于数据的产业化,即怎样把产生的数据,通过手机、智能工厂、人工智能变成产业化的东西;汽车、城际高速、特高压、工业物联网是非常独特的领域,特点是能够产生海量的数字,同时又是传统行业,因此,我们要思考怎样让传统行业利用数据产生的能量加速发展。所以,人们把新基建分成数字产业化和产业数字化(如图1)。

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图1 新基建按照数据的分类

2   数据引力带来了边缘计算的需求

为何今天数据变得如此重要?因为当数据成为一种社会的能量聚集点后,会吸引很多服务、应用向数据靠拢。这也产生了边缘的智能计算。(如图2)。 

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图2 “数据引力”图

数据的引力作用由2个层面来决定,以下以新基建中的工业物联网来说明。

1)系统的延时所带来的诉求。从控制系统角度,控制的速率是由自然数据的频率,即自然速率来决定的。根据Nyquist定理,至少要2倍的采样频率才能实现有效的信息捕捉。对于系统,它的要求更高,理论上是需要有10倍的采样频率(如图3)。

例如,对于较慢的频率,如燃气发电机或者是风力发电机,它们的数据频率可能是在十几Hz或几Hz,但是控制速率需达到10 ms左右。这时如果对控制系统的作用是通过中央处理平台来实现的,会给物理限制带来挑战。因此无法通过云化来进行这样的控制系统的管理。

2)成本角度。对于计算中心,同样是发电站的数据量消耗,图4左列出了各种I/O控制的数据量,推断到每分钟、每小时、每天,每月的吞吐量,结果是一个普通的电站所产生的数据量,至少在7 700 GB以上。以亚马逊云(aws)的云存储服务作为模型来计算,仅发电站的数据存储成本,每月要超过1.3万美元。

可见,由于数据引力,一方面是数据的物理限制导致了本地化部署的需求,另外是数据的数量,二者同时把计算推向了边缘。即加倍的边缘计算及智能化带来了工业物联网领域的需求。

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图3 系统物理图

3   杂乱无章、爆炸性增长的数据需要自适应平台

数据今天是以一种什么样的形式出现?①是杂乱无序的,②增长既不是线性的,也不是指数级的,而是爆炸性的。线性的,例如随着手机用户的增多,数据产生的量就多了,实际上,每部手机的带宽/数据流量是有限制的。但是今天,我们面对的不是这种形式,而是能够接入、产生数据的端越来越多,即每个端都在产生海量的数据。

这些数据是怎样完成传输、计算,从而产生内容和意义的?实际上,它不是一种架构就能够产生。即不像以前简单的诸如通讯里的数据,或汽车里的数据,而是把短视频、流媒体等各种不同的数据都叠加进来。所以,单一的数据架构无法独立完成这种海量数据的处理。

为此,自适应和智能计算的领先企业赛灵思公司(Xilinx)于2018年提出了“异构计算”概念。当时正处于数据爆炸的黎明,赛灵思认为:异构计算将会是整个世界需要的一种计算模式。

因为芯片的迭代周期越来越慢,而不是越来越快。例如,从90 nm到16 nm过程,在制程上每2年左右推出一代新品,或是容量翻番。但是,随着进入到20 nm之后,芯片的推进周期越来越慢。

但从另一角度来看,创新是在快速演进的。例如现在的智能世界和AI(人工智能)时代,算法的演进是非常快的,以AI为例,可能算法的演进也就是一篇论文的发表,人们就能发现一个全新的世界;与此同时,行业标准也在不停地从各种维度更迭。所以今天的创新和芯片的周期变成了一种非常不匹配的节奏。

因此世界在呼唤一种自适应的计算,它不被芯片的设计周期所限制;但是又同时在算法演进和行业标准推进的时候来支撑人们的想法,再跟上保密性/安全性的需要,以及传感器和接口数量不断增加时,能够有一种硬件,让用户可以自适应地去满足这些需求。

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图4 发电站的数据量及成本

2018年赛灵思推出了区别于CPU、GPU的一种新型计算架构——(自适应计算加速平台)。

对于新基建,赛灵思怎样落地?首先是让客户去接受赛灵思的产品;然后再根据客户的需求做优化,并如此反复迭代——因为新基建落地的过程是螺旋式上升的,可能要经历5~10年的漫长过程,所以需要把该落地,能落地的事情先做好,然后在和客户一起成长。

自适应的核心是适者生存。在这样一个创新的、瞬息万变的时代,灵活多变的高性能自适应计算平台,有望成为创新的利器和驱动新基建的强大引擎。


本文来自2020年8月期《电子产品世界》



关键词: ACAP

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