國內對于模擬器與編譯器的研究尚處于發展過程中,科技公司想要使用編譯器就必須花費成本學習研究,清醒異構的出現為這些科技公司提供了另一種更低成本的可能。清醒異構致力于編譯器的開發,可以為不同科技企業提供對應的解決方案,大幅降低公司成本,為企業乃至整個產業鏈的升級帶來了新的可能。
【清醒異構致力于異構系統性能優化】
好的模擬器是在對微體結構硬件進行開發和設計時必不少可少的工具,可以在硬件代碼真正編寫之前,對開發者的設計策略有很好的理解。目前國外一些大型企業,如Intel等,都有針對自家硬件的C語言或C++語言編寫的模擬器。對比國外的發展情況,國內很長一段時間,都缺失非常大規模的,專門做處理器開發的公司,即使是相對有實力的芯片公司,也很少自己開發模擬器。模擬器不僅適用于企業,學術界也需要模擬器來進行測試,以快速、低成本地實現構想。但即便是學術界廣泛使用的gem5平臺,離真正被企業使用,也存在一定距離。
清醒異構致力于針對異構系統進行性能優化,目前在通用處理器領域,層次化的內存組織形式、大小核設計等因素為異構系統帶來了很大優化空間,即在多核系統中,去調度程序在不同核上運行。在組成異構系統之后,如果要評估性能,清醒異構需要對微結構有一個仿真模擬。現在學術界最主流的是gem5模擬器,但很多情況下gem5的適配性不佳,很多測試程序沒有辦法直接在gem5上運行。因此需要對幾個部分進行適配:
● 一是需要針對某種特需的微體結構,對于gem5的代碼進行調整;
● 二是運行操作系統時,gem5是否有足夠的操作系統接口使其正常運行;
● 三是如果想運行一些測試程序測試性能,也需要一部分適配。
【牽手巨頭,清醒異構實力凸顯】
清醒異構在相關領域的出色成績得到了知名AI廠商的認可,雙方近日達成合作,攜手致力于gem5模擬器向工業界的遷移。
清醒異構的研發團隊主要來自于學術界,模擬器領域經驗豐富,結合對方需求,清醒異構的研發人員將模擬器的基本操作進行了適配,為廠商提供了模擬器環境,方便其在模擬器上啟動測試系統,并運行測試程序。部分測試程序由清醒異構直接提供,也包括廠商自己的計算需求和優化目標,以及規劃中的定義測試程序。
此次與領先的人工智能科技公司達成合作,再次證明了清醒異構的硬實力。
清醒異構之所以能在眾多競爭伙伴中脫穎而出,有兩方面的優勢:
首先,清醒異構研發團隊均來自學術界,深耕微結構研究,從科研階段開始就對gem5進行修改,實現微結構設計后再去運行系統,對于gem5的使用經驗豐富;
此外,清醒異構對于軟硬件理解深厚,在微結構研究中,市場往往在設計好微結構之后再去優化性能,但如何讓軟件把一個C程序用到不同的微結構系統,比如微結構的大小如何更好地運用,微結構的設計是否能夠真正被使用到,使用起來很多是依賴于中間層,比如編譯器層次的一些工作。
清醒異構在給AI廠商提供底層微結構仿真模擬器時,會更多考慮程序員對微結構的可用性,以及能夠真正被程序員利用起來的性能提升。清醒異構的研發能力和產品均完美匹配廠商需求,雙方最終達成合作。
【清醒異構為國內編譯器帶來新動力】
近10年來,大家多基于LLVM編譯系統進行開發,該系統誕生于伊利諾伊州。然而在國內,編譯器稀缺,在硬件開發及芯片性能發揮過程中,編譯器是非常重要的環節。如何讓算法在硬件上運行的更高效,是軟件工程師本身很難進一步涉及的領域,所以編譯器可以很好的把兩端銜接起來,讓雙方都獲利。
再者,雖然編譯器是連接硬件和軟件算法中間的一層,但同時編譯器有一個很重要的屬性,那就是能夠特別適合公司產品,這就使得它更加獨立于具體的硬件和軟件算法而存在。
對于開發算法的公司,雖然對算法了解很深,但對編譯的了解還存在局限性,因此如果這些公司想要進行編譯優化,就會大大提高生產成本。清醒異構的成立給了這些公司一個很好的以低成本升級優化的方式。除此之外,清醒異構的編譯器還適用于底層硬件廠商,這些廠商側重于硬件電路圖的開發、電路圖驗證功能的正確性,但如何能夠把這些功能上的性能提升,需要深厚且廣泛的編譯器知識。不同硬件廠商有自己的硬件特點、指令集、異構設計,清醒異構能夠提供的,就是讓軟件能夠使用這些廠商的硬件異構結構。
毋庸置疑,清醒異構的出現為整個行業的升級帶來了新的動力。
【執行同學有話說】
楊宇恒,目前是MIT計算機科學在讀博士,在清醒異構實習期間,參與過這個項目的執行工作。
楊宇恒提到,MIT目前在做編譯器研究其實不多,清醒異構的研發團隊有豐富且深厚的LLVM開發經驗,楊宇恒認為編譯器的開發難度不僅限于學術層面,在于實際開發中巨大的工程量,需要工程師解決代碼中每一種優化情況之后,優化到極致。因此編輯器更適合專業的公司去做專門的研發。MIT之類的研究類型機構頂多研發出基礎設施,之后把基礎設施給到開源社區讓企業自己開發。
而清醒異構提供了一個可以實踐的場所,讓楊宇恒獲得了實際工程經驗,更讓他看到中國編譯器的希望。“清醒異構的出現,為科技公司減輕了芯片和軟件開發過程中的負擔,”楊宇恒說。
