给CPU直接开挂！从OpenPOWER的CAPI+FPGA看第二代异构计算

进化至第二代分布式计算？

基于上文所分析的CAPI+FPGA所展现出来的能力，如果我们进一步从单服务器延展至整个分布式计算的架构，就可以从一个更为广阔的全局视角来分析第二代异构计算所带来的关键影响。不久前，IBM提出的“第二代分布式计算”理念也正是基于这一全局的层次来建立的（据说在9月16日会召开发布会进行专门的阐述 ）。

IBM中国研究院的高级研究员陈飞表示，IBM提出的第二代分布式计算有四个重要的特征，第一个特征：加速器的软硬件接口有统一的接口规范，以便于更好的协同管理与普适（第一代分布式计算的接口标准较为统一，毕竟只有CPU本身，相对更标准化），这方面CAPI就是一个标准化接口的尝试。第二个特征：加速器可以动态地在线发现以及加载。比如不需要系统的重启，但现在的加速器如果要改变功能，一般都要要求重启，或者是重启一些软件服务，但CAPI+FPGA则没有这个顾虑。第三个特征：分布式的系统要具备全局异构资源的调度能力，也就是说它能决定应用是运行在一个具有加速器的计算节点上，还是跑在一个普通的纯CPU的计算节点上。第四个特征：应该软件本身，具备兼容CPU运行模式和异构硬件运行模式的能力。

NVIDIA推出NVLINK互联总线，除了可作为GPU之间的互联外，还可用于CPU与GPU的互联，并也将具备缓存一致性的内存访问能力。IBM的POWER9处理器（预计2017年下半年发布）将具备这一接口，这就意味着在POWER9平台上NVIDIA的GPU也会获得与CAPI同样的对等访问能力，这样的GPGPU加速能力也将是POWER9独有的（在英特尔x86平台上，与CPU的互联连接仍然是传统的PCIe模式，NVLINK仅用于NVIDIA GPU之间的互联），对IBM所提出的第二代分布式计算理念无疑是一个有力支撑

从以上定义中，我们可以看出，正是CAPI+FPGA所具备的一些关键特性（缓存一致性、在线更新性、AFU替换能力等）为IBM所提出的第二代分布式计算打下了理论基础。当然，对于这个定义，我仍然有一些异议，毕竟从总体上讲，这个分布式处理的基础架构与应用分布处理的模式，和第一代相比并没有本质的不同，更多是分布式节点上处理模式的创新，并且由于加速体系标准的更加多样化，也让其普适性受到怀疑，除非有非常强大的全局管理平台来屏蔽掉底层的硬件差异性，否则全局上的“加速孤岛”现象不可避免（虽然对于具体的用户来说，这可能不是问题）。

但是不管怎样，第二代异构计算的模式，的确打开了我们的想像空间，它是否真的带来理想中的第二代分布式计算体系，还有赖于IBM、英特尔以及加速器、方案集成等前沿厂商的共同努力！不过，可以肯定的是，不管这种新兴的处理模式将如何称谓，它对于新时代下的信息处理平台（大数据分析、物联网、人工智能、机器学习等）所带来的明显帮助，以及为最终用户所创造的巨大价值，都将是毋庸置疑的！