中科馭數(shù)鄢貴海：以超融合專用計算架構(gòu)KPU，助力數(shù)據(jù)智能時代的業(yè)務(wù)創(chuàng)新

近日，由中國計算機學(xué)會主辦的“CCF學(xué)會集成電路設(shè)計與自動化學(xué)術(shù)會議”在中國北京圓滿落幕。作為計算機行業(yè)的具極強專業(yè)性和影響力的學(xué)術(shù)會議，本次會議吸引了眾多海內(nèi)外領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者及科技企業(yè)參加，并就計算機領(lǐng)域前沿技術(shù)、創(chuàng)新探索、成果落地展開了深入分享交流。

其中，中科院計算所研究員、博士生導(dǎo)師、中科馭數(shù)創(chuàng)始人鄢貴海發(fā)表了“超融合專用計算架構(gòu)KPU的創(chuàng)新與實踐”主題演講，受到與會專家及企業(yè)的廣泛關(guān)注和認(rèn)同。

數(shù)字經(jīng)濟數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長，IT基礎(chǔ)設(shè)施面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

數(shù)字經(jīng)濟數(shù)據(jù)量隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)指數(shù)級爆發(fā)增長，這對現(xiàn)代IT基礎(chǔ)設(shè)施提出了嚴(yán)峻的性能升級的挑戰(zhàn)，很多行業(yè)的業(yè)務(wù)模式的升級對計算性能的需求缺口正在不斷放大。

鄢貴海表示：隨著全球信息化進程的加快，大數(shù)據(jù)將成為基礎(chǔ)的生產(chǎn)資料，云計算將成為重要生產(chǎn)力，人工智能則會極大的提高生產(chǎn)效率?，F(xiàn)在全球每年數(shù)據(jù)增長率超近40%，“生產(chǎn)資料”空前豐富，是70億人口乘以500億的IOT鏈接市場，伴隨摩爾定律的放緩，“生產(chǎn)力”逐漸匹配不了巨大的數(shù)據(jù)量，人工智能亟需高效、自動化、自進化、低成本的解決非確定性問題，以提高“生產(chǎn)效率”。

打造以專用處理器為中心的“算力工廠”，超融合架構(gòu)為新方向

伴隨著去中心化、場景定義計算的發(fā)展趨勢，專用計算架構(gòu)被認(rèn)為是后摩爾時代的一條有效的技術(shù)路線，通過面向基礎(chǔ)性大類應(yīng)用來“定制化”芯片研發(fā)，實現(xiàn)超高性能、超高性價比的領(lǐng)域?qū)Ｓ?，針對計算密集、弱交互、強實時的計算場景做定制優(yōu)化。Google（TPU）、Amazon（Gravtion）、阿里等巨頭已紛紛開始布局專用芯片領(lǐng)域。

“能支撐‘智能計算’的基礎(chǔ)設(shè)施，普遍具有四大特征：異構(gòu)加速集群、可重塑計算機架構(gòu)、自動化編程框架、自進化運行時系統(tǒng)?；A(chǔ)層的計算負載，是專用加速器的目標(biāo)應(yīng)用。而超融合架構(gòu)，則能滿足這些條件?！臂迟F海說到。

超融合架構(gòu)，即HCI（Hyper-Converged Infastructure），將物理資源通過軟件定義的方式，達到更高效率的虛擬化，可以簡單的理解為現(xiàn)有虛擬化架構(gòu)的下一代發(fā)展方向，而虛擬化技術(shù)的發(fā)展將徹底釋放專用加速器的市場空間。

憑借多年的行業(yè)積累和變革創(chuàng)新，中科馭數(shù)堅持深耕超融合架構(gòu)的發(fā)展研究方向，創(chuàng)新性的提出軟件定義加速器的技術(shù)路線，并自主研發(fā)了KPU核心架構(gòu)與芯片，填補了國內(nèi)學(xué)術(shù)研究和市場領(lǐng)域方面的空白。

中科馭數(shù)以KPU核心技術(shù)，打造DNA產(chǎn)品體系

在演講中，鄢貴海解釋道：KPU是專為加速特定領(lǐng)域核心功能計算而設(shè)計的?種協(xié)處理器架構(gòu)，以功能核作為基本單元，直接對應(yīng)用中的計算密集性應(yīng)用進行抽象和高層綜合，實現(xiàn)以應(yīng)用為中心的架構(gòu)“定 制”，高效解決特定領(lǐng)域的海量數(shù)據(jù)處理問題。

中科馭數(shù)以此打造了自主研發(fā)數(shù)據(jù)庫(D)+網(wǎng)絡(luò)(N)+人工智能(A)的?體化加速方案，提供標(biāo)準(zhǔn)化的PCIe加速卡。

D，數(shù)據(jù)庫加速實現(xiàn)了硬件化的關(guān)系數(shù)據(jù)庫多表單，支持SQL操作和查詢，可以用于數(shù)據(jù)分析、交易風(fēng)控、合規(guī)檢查等多場景關(guān)鍵環(huán)節(jié)的大幅度性能提升。

N，網(wǎng)絡(luò)加速可以高效完成TCP/IP/UDP協(xié)議卸載，實現(xiàn)微秒級的網(wǎng)絡(luò)延遲，可以用在?情解碼，極速報單，負載均衡和其他基于TCP/IP的極速網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葢?yīng)用。

A，人工智能加速可以實現(xiàn)次微秒級的深度學(xué)習(xí)模型推理，結(jié)合微秒級行情解碼，可實現(xiàn)高速交易信號生成、量化策略執(zhí)行等應(yīng)用。

中科馭數(shù)的“DNA”技術(shù)體系的主要優(yōu)勢是高度模塊化、定制化，可以根據(jù)客戶需求敏捷開發(fā)的?體化方案。架構(gòu)光能覆蓋廣泛，涵蓋算數(shù)邏輯類核函數(shù)、視頻處理類核函數(shù)、數(shù)據(jù)壓縮類核函數(shù)、數(shù)據(jù)庫類核函數(shù)、計算金融類核函數(shù)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理類核函數(shù)、機器學(xué)習(xí)類核函數(shù)、數(shù)據(jù)安全類核函數(shù)、正則表達式類核函數(shù)等，可以承接大量不同行業(yè)的加速業(yè)務(wù)。

從技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)業(yè)落地，中科馭數(shù)規(guī)劃智能數(shù)據(jù)時代新藍圖

目前，中科馭數(shù)已完成了三款KPU?芯片的研發(fā)，分別為：KPU-FlexFlow、KPU-Conflux、KPU-Swift等，并且完成了多代KPU板卡的迭代和量產(chǎn)。

此外，中科馭數(shù)還研發(fā)了先進的“敏捷異構(gòu)”專用計算架構(gòu)KPU-DRIVE，在算力、能效比、算法靈活性邊際成本優(yōu)勢明顯。憑借高效、可擴展、透明的特性，在金融場景中廣泛應(yīng)用。據(jù)官方公開數(shù)據(jù)，中科馭數(shù)目前已光大證券、英特爾、中科曙光、中泰證券、華泰證券、浪潮集團、上海證券交易所、鄭州商品交易所、中國金融期貨交易所、新湖期貨等數(shù)十家機構(gòu)達成深入合作，并不斷拓展市場應(yīng)用領(lǐng)域。

知識產(chǎn)權(quán)方面，中科馭數(shù)已布局80余項專利，授權(quán)19項，電路補圖1項，軟著3項，且在人才儲備及科研方面仍在不斷加大投入力度。

談及未來發(fā)展規(guī)劃，鄢貴海表示：中科馭數(shù)將始終以人才為本，以技術(shù)為導(dǎo)向，立足于專用計算架構(gòu)領(lǐng)域，引領(lǐng)超融合專用智能芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展，打造以加速器為中心的計算范式，助力數(shù)據(jù)智能時代的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。