作者|郑丽媛
责编 | 屠敏
出品 | CSDN（ID：CSDNnews）
伴随着云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术的成熟发展，从应用到基础设施，我们正面临着智能化的全新升级与变革。在此浪潮下，越来越多的企业已经开始悄然觉醒，在数字化边缘无限尝试，然而，适者生存，如何在这条道路上打下夯实的基础？
日前，在阿里云栖大会2020上，英特尔以「构建智慧云基石 IN领数智“芯”未来」为主题，与阿里巴巴共同带来众多最新技术创新进展，包括共同开发云原生软件、发布阿里云领航员计划 2.0、推出多个基于英特尔®傲腾™持久内存的云实例等，并通过英特尔软硬一体 AI 解决方案，释放 CPU 的卓越性能，也希望为业界带来一定的借鉴。
加速前进中的英特尔
在大会伊始，英特尔首席执行官司睿博（Bob Swan) 致辞本届云栖大会时表示：“2020年不同以往，新冠病毒带来了异常严峻的挑战，我们在疫情中获得的经验和教训将成为我们重构未来的基础：首先，没有任何一个个人或者一家公司能够单枪匹马解决像新冠疫情这样的世界性问题，因此合作尤为重要。其次，英特尔的理念是通过产品更好的帮助客户取得成功。在英特尔，我们相信创造世界一流技术需要的不仅仅是芯片。英特尔正在积极创新六大技术支柱，为客户提供领军产品。未来，我们持续深化与阿里巴巴的合作伙伴关系，引领、变革以数据为中心的计算世界。”
事实上，也正如英特尔市场营销集团副总裁兼中国区总经理王锐所述，「在变革面前，传统的 IT 技术架构已经不再能够满足需求，AI、5G 等全新的应用推动了社会的整体创新。面对这样的趋势，仅靠某一方面的实力是不够的，真正需要的是全面的、综合的实力，而英特尔恰好拥有着构建全面的产品领导力、解决方案的创新力和生态的构建力，这样的全面优势，以全能冠军的实力帮助我们的客户行稳致远。」
面向新变革，英特尔亮出“六脉神剑”
基于此，2018 年，英特尔正式向外界公布其采用的全新途径——“六大技术支柱”。
对此，英特尔中国研究院院长宋继强表示，计算需求的指数级增长，来自于数据的量和质的变化。为了应对全新的数据传输、存储和计算的要求，英特尔的制程&封装、架构、内存&存储、互连、安全、软件六大技术驱动了未来计算的指数级创新。
制程&封装。制程方面，英特尔最新推出了重新定义的 FinFET 半导体和 SuperMIM 电容技术，实现在 10nm 单节点内部达到了超过 15% 的性能提升。封装方面，英特尔除了有 2.5D 的 EMIB 封装技术，还有 Foveros 的 3D 封装技术。近日，英特尔将这两种技术整合，形成 Co-EMIB 技术，把 2D 和 3D 整合起来保证性能的同时，极大提高可扩展能力。
架构。在多种不同架构去共同发挥作用层面，英特尔提出了 XPU，即把处理标量的 CPU、处理矢量的 GPU、处理矩阵的 AI 和处理稀疏运算的 FPGA 整合在一个架构下，这也将是未来 10 年架构创新的主要驱动力。
内存&存储。从存取速度上来看，CPU 里面的缓存 SRAM 最快的，其次是 DRAM 内存，DRAM 可直接被 CPU 访问，NAND FLASH 存储则不直接被访问。这三级之间的速度差高达百倍。为避免庞大的速度差影响性能，英特尔的战略是通过封装内存和固态硬盘多种方式去提升它们之间的数据传输的效率。
互连。面对多种芯片、多种设备互连的问题，英特尔也有完整的解决方案，从连接半导体到连接数百公里的这种无线设备都有很好的解决方案。为了提高软件开发的效率，英特尔推进 oneAPI 异构编程的开放产业联盟，试图通过提供完整的开发软件包，让开发者顺利使用不同架构，同时还能扩展兼容很多新的第三方硬件模块。
安全。英特尔在安全方面的技术非常完整，不仅有硬件层面的技术，比如 SGX，就是在 CPU 里面有一个专门区域可以存放关键代码和数据，连操作系统都没有办法访问。英特尔和阿里巴巴就共同推出了基于英特尔 SGX 技术的加密计算产品，为云计算的生态系统带来更安全的计算环境。另外，还有虚拟化技术，从设备级到操作系统级，甚至到网络级都有虚拟化技术，可以很好的隔离不同用户。
软件。软件方面也是英特尔与阿里巴巴合作的重点，双方一直从系统软件到最终应用负载进行端到端的技术合作，共同优化整个产品服务栈。近期双方共同关注在云原生以及针对云计算生态的 LinuxOS 发行版上，投入了大量资源来共同推动关键产品的开发演进以及健康的生态系统的建立。
在多种多样的六大支柱技术产品方面，宋继强表示，英特尔已经有完整的技术去支持产品，而且在面向未来，比如说神经拟态计算，未来三到五年也会有大规模的创新和发展。
共建智慧云基石
数字经济时代，在云基础设施成为了社会的基础设施的今天，英特尔在提出以六大技术为支柱之际，已逐步从“以 PC 为中心”转型为“以数据为中心”，且在持续推进数据中心的技术创新。
针对这一点，英特尔设立的 CESG 部门，就是运用英特尔在硬件和软件领域上的技术支持，以及导入市场的核心力与阿里巴巴合作，助力攻克新产品技术难关，解决真正的终端客户问题。
在企业加速上云甚至全面上云的背景下，围绕时下最为火热的云原生技术，英特尔也与阿里云多维度达成深度合作，如沙箱容器技术。
针对今年阿里云发布的多款云原生产品为何都基于沙箱容器技术的问题上，阿里云容器产品负责人易立解释到这是因为看到了两个趋势：“第一个趋势是Kubernetes 这样的容器技术已经成为了云操作系统，越来越多的应用都以容器化的方式运行；第二个趋势是 Serverless 正在重构云计算，成为了云计算的新编程范型，能够降低基础设施的复杂度，提升研发效率。”
在这种趋势下，阿里云将原本的 Hyper runV 与英特尔的 Clear Containers 结合，合并成为了 Kata Containers，使得容器拥有虚拟机般的安全性，致力于构建一个使用容器镜像以超轻量级虚机的形式创建容器的标准实现。此外利用Cloud-Hypervisor 去降低沙箱本身的消耗，增强观测性和调试性，使用户更好的利用沙箱技术。
而面对未来容器部署密度的越来越高，在保证容器应用的性能方面，英特尔技术专家表示，英特尔具有 RDT，即资源调配技术框架，能够提供多种组件，实时追踪在同一个服务器节点上的多个容器和虚机，以及共享资源的使用情况，从而进行一些闭环的精准控制，稳定地产生性能输出，在保证用户 SLA 的同时，有效地提高硬件利用率。
除了沙箱容器技术，基于英特尔提供的 SGX 技术，阿里云还推出了加密计算容器，并与蚂蚁集团一起开源了这项技术，进一步的提升加密计算应用的开发效率，降低它的使用成本。另外，阿里云联合英特尔新推出的傲腾技术，实现拥有庞大内存容量的同时，保证了应用计算速度和效率不受影响。
高效实践人工智能
在数字化变革的过程中，英特尔也应用了大量的 AI 技术，在提升性能的同时，加快软硬件产品的快速落地。
其中，在硬件方面，整体看来，目前应用最广泛的依旧是英特尔高性能至强处理器。随着 AI 技术蓬勃发展，英特尔也不断在至强处理器中推出各种新的技术创新。
回顾过往，英特尔技术专家表示，在第一代至强可扩展处理器 SkyLake 中，引入了最新的 AVX-512 指令，大幅度提升了 FP32 模型的执行效率。在第二代平台 CascadeLake 中，引入了支持 Int8 数据类型的加速指令。在 AI 推理方面，相对于 FP32 模型性能提升高达 4 倍。在第三代刚推出的至强可扩展处理器 CooperLake 中，引入了针对 BF16 数据格式的优化指令。
这些新增的硬件加速指令，让开发者在开发时能有更多的精度选择，也让至强处理器更好的服务于训练应用场景。
当然，为了充分发挥新硬件加速指令的功效，软件栈的优化必不可少。为此，英特尔也提供了OneAPI 平台帮助开发者更便捷地适应新的硬件加速指令。对此，英特尔技术专家表示，OneAPI 中包含了一系列高性能的加速库和完整的工具链，其中和 AI 性能加速相关的有两个重要的组成部分，一个是 AI 分析工具集，第二是深度学习框架开发工具集，后者包含了大家所熟悉的 OpenVINO、OneDNN，也包含了一些流行框架的优化，比如 Pytorch、Tensorflow、MXNet 等等。
OneAPI 主要是针对标准模型和标准框架，不过，在实际应用过程中，英特尔技术专家表示，往往会做一些深度定制，使用定制模型和定制框架。例如阿里云的PAI 平台，就是在标准 TensorFlow 的框架基础之上，推出了定制化框架 PAI TensorFlow。
AIoT时代下，云边一体的挑战与机遇
AIoT（人工智能物联网）=AI（人工智能）+IoT（物联网）。AIoT融合了AI技术和IoT技术，通过物联网产生、收集海量的数据存储于云端、边缘端，再通过大数据分析，以及更高形式的人工智能，实现万物数据化、万物智联化。英特尔云边一体的视觉云机遇与转型就是基于此。
英特尔可扩展的硬件和软件架构
最近，思科在VNI报告中预计，到2022年82%的网络流将会是视频流。对此，英特尔技术专家表示，英特尔为了处理这些海量的视频数据，以及通过数据来获取最大的利益，提供了一系列的软硬件组合，这些组合可以应对所有不同的视觉云应用。英特尔支持五大关键的视觉云领域：第一，媒体处理和分发；第二，媒体分析；第三，沉浸式媒体；第四，云图形处理；第五，云游戏。
硬件方面，海量的数据一定要基于以数据中心为基础的架构来传输、存储和处理这类型云计算的体系结构，使大规模的视频交互变得容易，并具有成本的优势。在计算这方面，英特尔提供了通用的至强可扩展处理器，ATOM、FPGA、eASIC、Movidius还有基于Xe架构的GPU等等。
软件方面：英特尔提供了一系列的参考设计，比如Transcode、Ad-Insertion、Smart City等等，OVC将会持续与OneAPI接口对齐，基于业界标准的框架提供优化的构建模块，比如解码、推理、渲染和编码等等。
英特尔异构架构及软件上的策略
过去英特尔是优秀的芯片方案提供商，但现在，世界可以说是在软件上面运行的。作为传统硬件公司，英特尔正在经历一个前所未有的文化和思路大变革。所有硬件的设计都需要建立在软件的需求和技术上。
Xe的图形架构就是英特尔在新技术创新战略的一个典型范例，对此，英特尔技术专家分享道，其主要有几大优势：
软件优先原则。英特尔在CPU的软件生态中已投入很多，然而GPU所需要的软件更多，如驱动层以及API中间层等。但因为在集成显卡和多媒体软件方面，英特尔在开源社区被广为接受，因此在GPU设计当中英特尔利用其软件优势，让整个软件生态更容易适配。
可扩展性。GPU市场是一个非常细分的市场，不同的功耗、不同的性能有不同的解决方案。对英特尔来说，架构必须非常容易扩展，才能吸引更多的开发者到英特尔的生态中来。
新的产品应用场景。英特尔专注于人工智能和人工视觉在云上的优化。基于这个设计理念，英特尔宣布了首个基于Xe架构的服务器GPU，用于数据中心的独立GPU——英特尔Server GPU。
根据软件优先原则，在英特尔Server GPU推出的同时，英特尔跟阿里巴巴合作的安卓云化的解决方案也会同时上线，推出一个云端协同的应用。为此，英特尔在安卓的框架层和运行层做了创新的优化，可以看到英特尔在全新的技术创新战略的指引下，产品方案不仅包括单一的芯片，而是包含一整套的系统软件。
最后，针对这一点，英特尔也正在与阿里巴巴合作打造基于视觉云的应用解决方案，计划采用在 ALD 的产品上，即将呈现全新的客户体验。
