回顾过去35到40年间计算的（de）发展历程，计算力的增（zēng）长（zhǎng）速率呈（chéng）指数级（jí）上升，从万物数（shù）字（zì）化、万物互（hù）联、万物移（yí）动化（huà）到万物（wù）云化（huà），当（dāng）前（qián）进入万物智能化。

在PC时代，互（hù）联网用户增长了（le）十亿人。硬（yìng）件和软件（jiàn）结合（hé）的典型（xíng）例子就是PC上X86架构和Windows系统的结合。

进（jìn）入移动化（huà）时代（dài），从10亿（yì）的互（hù）联网用户增长到100亿的设备，呈（chéng）现10倍的增（zēng）长。硬件和软件的结合（hé）也发生了变化，变成了ARM架（jià）构和（hé）ioses及androids操（cāo）作系统，同（tóng）时Linux系统和（hé）X86平台也占据一（yī）部分市场。从（cóng）10亿到（dào）100亿，实（shí）现（xiàn）的是指数级的增长。

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进入以数据为中心的时（shí）代，异（yì）构计（jì）算也随之出现。

以往CPU、GPU、FPGA等，均可以独当一（yī）面。而当下，传统的通用架构已远不能（néng）满足需求。CPU、GPU、FPGA甚至（zhì）AI加（jiā）速器等多种（zhǒng）架构之间组合，方能招（zhāo）架得住处（chù）理（lǐ）数据（jù）密（mì）集（jí）型、复杂的工作负（fù）载。未来，这（zhè）种（zhǒng）异构计算（suàn）将成为常态。

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一（yī）、应对多架构挑战 oneAPI应运而生

当前（qián），不（bú）管是CPU、GPU、FPGA等哪（nǎ）一个硬件（jiàn）平台（tái）往往都需要开发者（zhě）维护独立的代码库，这些代码库需要使用不同的语言、库和软件工具进行编程。这是一项极其复（fù）杂和（hé）耗费时间的工作，大大（dà）降（jiàng）低开发速度、抑制创新。

具体而言，异构计算使得一个用户可能在同（tóng）一个（gè）数据中心（xīn）里既需要CPU里做（zuò）虚拟机，又需要FPGA来做各种解压缩或者加速器，还需要GPU来做深度（dù）学习（xí）或者人工智能（néng）。这就需要（yào）在数据中心里安各种各样的硬件，跑各种各样的软件。如果还是各（gè）自为政（zhèng）的话，对于用户来（lái）说，就算应用将来（lái）要扩容、硬件（jiàn）平台将来（lái）要升级，都是成本（běn）很高的一（yī）件事。甚（shèn）至（zhì）此（cǐ）前做的（de）都全白做了。

为了解决这一难题（tí），oneAPI应运而生。oneAPI是一（yī）个以开发（fā）者为中心的平台，简（jiǎn）化多架构（gòu）编（biān）程（chéng）的一个（gè）统一（yī）编程模（mó）型（xíng），开发者可以自由（yóu）选择架构，大大降低了使用不同的代码库、编程（chéng）语言、编程工具和（hé）工作流程所带来的复杂性。oneAPI采用统一、简（jiǎn）化的语（yǔ）言（yán）和函（hán）数库（kù），用于表达并行化，且基（jī）于行业（yè）标准和开（kāi）放式（shì）规范，能够与现有 HPC 编（biān）程（chéng）模型互（hù）操作。

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oneAPI包括了（le）一项基于开放规范（fàn）的行（háng）业计划和（hé）一款beta产品。该规范包括一种编程语言（yán）、强（qiáng）大的API函数（shù）库以及底层硬件接口。oneAPI beta产品为开（kāi）发（fā）者提供了全套（tào）的开发工具，包括编（biān）译（yì）器、编（biān）程库、分析器（qì）等，并把这些工具（jù）封装（zhuāng）为特定领域的工具包（bāo）。初期oneAPI beta版主（zhǔ）要（yào）面向英特尔至强可扩（kuò）展处理器、带集成（chéng）显卡的英特尔酷睿处理器，以及（jí）英特尔FPGA，未来还将（jiāng）支持更多硬件。

oneAPI将（jiāng）实现与现有行业标准的互操作性。oneAPI开放式规范包括一种跨架构的编程语言Data Parallel C++ (DPC++)、一套用（yòng）于API编程的函数库以及底层硬件接口（oneAPI Level Zero）。有了这些（xiē）组件，英特尔和其（qí）他企业就能创建他们自（zì）己的oneAPI实现（xiàn）来支持自己的产品，或基于oneAPI进行新产品开发（fā）。

oneAPI规范是为支持（chí）来自多个厂商的各种（zhǒng）CPU和加速器而设（shè）计的。oneAPI beta版目前支持英特（tè）尔CPU（英特（tè）尔至强、酷睿、凌动）、英（yīng）特尔（ěr）Arria FPGA以及作为未（wèi）来独立数据中心（xīn）GPU代理开发平（píng）台（tái）的（de）第（dì）九代/英特尔（ěr）核芯（xīn）显卡。oneAPI日后将支持更（gèng）多英（yīng）特（tè）尔加速器架（jià）构。

DPC++是基于（yú）大众熟悉（xī）的C和C++语言，专门（mén）为oneAPI设计（jì）的主要（yào）编（biān）程（chéng）语言。它融合（hé）了来自Kronos Group的（de）SYCL，从而可以支持跨CPU和加速器上的数（shù）据并行和异构编程，目的是为了简化编程以及（jí）提高代码在不同硬（yìng）件（jiàn）上的可重用性，同时（shí）能根（gēn）据特定的（de）加速器（qì）进行调（diào）优（yōu）。

DPC++语言增强（qiáng）将会通过一个（gè）开发者社（shè）区项目来进行扩（kuò）展（zhǎn），以（yǐ）简化数据并行编程。该（gāi）项目（mù）向（xiàng）公众开放，并将通过开发者们的（de）共（gòng）同努力不断发（fā）展。

目前，很多库和组件已经开源或（huò）即将开源。英特尔一位工程师指出：“开（kāi）发者有想法可以去（qù）做扩展（zhǎn），这对开发（fā）者来讲是没有太大阻碍的。第二个层面，我（wǒ）们做这（zhè）个目的是因为后（hòu）面计算会（huì）比较（jiào）复杂，因（yīn）为你可能有AI的应用，有后面更多的跨（kuà）架构/跨平台的应用，还有各种框（kuàng）架上（shàng）的支持，这些（xiē）都是依赖于（yú）开发者（zhě）对oneAPI的支（zhī）持或者之后的（de）发（fā）展（zhǎn），应（yīng）该说本（běn）身它是一个发展（zhǎn）的（de）平台，它不是固定不（bú）变的东西。英特尔开了一个很重要的（de）头，也投（tóu）了大量（liàng）的（de）人力和物力，后面要做的话应该是（shì）开发者共同和我（wǒ）们一起把这个东西往前推的过程。”

用一个形象的比（bǐ）方，不同架构的选择如同是“自助餐”，有各（gè）种各样的菜，可以自由组合，想吃沙（shā）拉就吃沙（shā）拉，想吃红烧肉也可以。此前一些企业提供（gòng）的方案是封闭（bì）性的，有的公司（sī）只（zhī）供红烧肉，有的公司专（zhuān）门做（zuò）沙拉。而有了oneAPI的支持（chí），企业客户才（cái）能够（gòu）更灵活的选择各种架构进（jìn）行任意（yì）组（zǔ）合，oneAPI是通过软件来帮助实现硬件（jiàn）灵活组合的愿（yuàn）景。

二、OneAPI是英特尔软硬结合软件为先战略中的重（chóng）要（yào）一步

现在数据量极其庞大（dà），已（yǐ）经远远超出了（le）在一台计算（suàn）机上就可以完全处理的承载和能力，必（bì）须要清（qīng）楚如何应对这些无法放进一台计算机的（de）大规模数据的处理方式，这是巨（jù）大的机会。接下来（lái）面临（lín）的挑战是，如何将性（xìng）能提升十倍、百倍，而并不（bú）是（shì）简单的（de）提（tí）升10%的问题。

英特（tè）尔首席架构师Raja Koduri认为，摩（mó）尔（ěr）定律将持续（xù）给我们带来（lái）非（fēi）常（cháng）好的性能提升；而通过软件和硬件的结合，可以让摩尔定律（lǜ）的提升变成十倍。因为摩尔定（dìng）律会带来更多的晶体管，而（ér）软件可以（yǐ）将越来越多的晶体管的极致性能（néng）释放出来。将（jiāng）软件和（hé）硬件结合就（jiù）是英特尔的（de）战略重点，这也是未来面临（lín）的非常巨大的机会。

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英特尔（ěr）认为，对于（yú）全新硬（yìng）件架构的每一个数量级的性能提升潜（qián）力（lì），软件能带来（lái）两个数量级（jí）的（de）性能提升。英特尔首（shǒu）席架构师Raja Koduri表示： “通过软件优化，可以给Java带来6倍的（de）性能提升，给持久（jiǔ）性内存带来（lái）8倍（bèi）的性（xìng）能升级，在AI领域（yù）带来28倍的性（xìng）能提升，所以它的性能提（tí）升空间是非常（cháng）大的，而且这仅仅是（shì）在（zài）同一款（kuǎn）硬件上通过软件就可以做到的。”为此（cǐ），2018年12月英特尔“架构（gòu）日”活动（dòng）上提出六大技术支柱战略，即：制程和封装、架构（gòu）、内存（cún）和存储、互（hù）连、安（ān）全（quán）、软件。

“软件（jiàn）是英（yīng）特尔的一（yī）项重要战（zhàn）略资产，英特尔将通（tōng）过软件（jiàn）业务来充分释放公司（sī）的整（zhěng）体增（zēng）长潜（qián）力。英特尔希望（wàng）通过在整个开源生态系（xì）统中的协作，来推动面向以数据（jù）为中心时代的产品和（hé）服务创新。” 英特尔公司副总（zǒng）裁兼系统软件产品部门总经理苏义德曾强调。

英特尔拥有一个（gè）1200万活（huó）跃开发者的生态系统，横跨PC、网络和数据中心。不（bú）管（guǎn）客（kè）户有高性能（néng）的要求还（hái）是有低功耗要（yào）求（qiú），或者是对成本比较敏感，英（yīng）特尔（ěr）都有完整的产品线可（kě）以对应用户的不同需求。英特尔（ěr）希（xī）望可以实现一个非常简化的（de）流程（chéng），通过一（yī）个（gè）统一的软件（jiàn）栈，一（yī）个统（tǒng）一的（de）API就可以适应客户（hù）所有的从（cóng）性能、功耗到成本（běn）上的（de）优化需求（qiú）。

在软（ruǎn）硬结合（hé）软件为先（xiān）的战（zhàn）略中，英特尔在“架（jià）构日”活（huó）动（dòng）上同时宣布推出“oneAPI”项（xiàng）目，面向（xiàng）多元化计（jì）算时（shí）代。该项目包括一个全面（miàn）、统一的开发（fā）工具组合，以将软件匹配到能最大程度加速软件代码（mǎ）的（de）硬件上。

“绝大多数AI算法的演进和创新都是在更偏（piān）上层来完成的，我们希望在（zài）底层就做（zuò）好（hǎo）助（zhù）力和驱动。同时，我们也会不断优化（huà）oneAPI。这样，未（wèi）来任何编程人（rén）员不管是他们想将硬件性能提升（shēng）10%、20%甚（shèn）至50%，都可以（yǐ）在这个框架（jià）上轻松实现（xiàn），而不（bú）需要再自（zì）己编写语言。”Raja Koduri表（biǎo）示（shì）。

2019年11月正式发布了oneAPI公（gōng）开（kāi）发行版本。oneAPI包括了一项基（jī）于开放规范的行业计（jì）划和一款beta产品。

英特（tè）尔指（zhǐ）出，oneAPI不是一个全新的东西，它是之前几十年的（de）积累上面做了（le）一个扩（kuò）展。基于（yú）现在工作负（fù）载越来越复杂，做这样的扩展是非常（cháng）合情（qíng）合理的（de）一件事情。从现（xiàn）在整（zhěng）体来看，无论是开（kāi）发（fā）效率还是实际的（de）产品运（yùn）营效率，都可以（yǐ）从中（zhōng）受益（yì）。

三、oneAPI重在（zài）培育生（shēng）态系统 与伙伴共同拥抱数（shù）据时代

在设计oneAPI之（zhī）初，英特尔就考虑到要发挥整个Xe架构最（zuì）强的全面性（xìng）能，不管是高性能还是低功耗。除此（cǐ）之外，oneAPI的设计也确保要（yào）符合英特（tè）尔所有其他不同计算和（hé）应用的需求。不管是CPU、FPGA还是加速器，oneAPI的设计都（dōu）可以和它们进行非常完整（zhěng）的配（pèi）合。

oneAPI，是英特尔以软件来（lái）最大程度释放（fàng）硬件性能，从（cóng）软件层面来简（jiǎn）化和（hé）统一（yī）跨（kuà）SVMS架（jià）构的创新。Raja Koduri指出（chū），oneAPI是（shì）一个非常底层的抽（chōu）象框架，主要就（jiù）是面对以后不同计算元素的集成，希望能够从底层更好（hǎo）地完成特征抽象（xiàng）和集成。

SVMS架构是由标（biāo）量（liàng）（Scalar）、矢量（Vector）、矩阵（Matrix）、空间（Spatial）四种架（jià）构组（zǔ）成的，分别对应着CPU、GPU、FPGA和（hé）加速器，它（tā）们的组合方式是多种多（duō）样的。通（tōng）过这个架构的分类方（fāng）式可（kě）以看（kàn）到，CPU是最通用的一种（zhǒng）架（jià）构，而GPU会比CPU更加（jiā）高效和（hé）专用（yòng），而FPGA和加速器（qì）的能效和灵活性（xìng）更高。

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“英特尔的策略就是要囊括CPU、GPU、FPGA、加速器所有的（de）架构。”Raja Koduri指（zhǐ）出（chū），CPU依（yī）旧是目前最重要的架构（gòu），英特尔将不断提高每个CPU的（de）性能，继续（xù）保持它作为最强的计算架构的位置。GPU战略（luè）主要是要提高能效，更好帮助英特尔提高（gāo）整体的生产力和（hé）效率。在（zài）FPGA领域，英特尔现（xiàn）在（zài）已经（jīng）做的非常成（chéng）功了，英特尔推出（chū）了很多重（chóng）要的FPGA产品。另外，加速器（qì）也（yě）是英特尔非常重要的一（yī）个发力点。

在oneAPI的生态构建方（fāng）面，英特尔主要从三个层面来推进：一是英特（tè）尔有（yǒu）着强大的（de）开发者（zhě）社区，以及全（quán）球范围内非常广泛的（de）社区合作伙伴。英特尔将从自身（shēn）非常擅长的开源社区入手。第二（èr），在很（hěn）大层面上与高（gāo）校展开配合协（xié）作，结合（hé）他们的（de）技术以及案例来打造一个完整（zhěng）的（de）社区。第三，与（yǔ）全（quán）球开发者们（men）进行更加完整的合作（zuò），开发者不（bú）仅（jǐn）仅是指个人开发者，也（yě）包括大（dà）型的企业机（jī）构，例（lì）如腾讯、阿（ā）里等，英特尔将会与每个人（rén）、每（měi）个企（qǐ）业都紧密地配合，来支持（chí）oneAPI的生（shēng）态。

截至11月17日，支持oneAPI概念的业内领（lǐng）先企（qǐ）业和（hé）研究机构已（yǐ）经超过30家，包（bāo）括高（gāo）性能计算领域的领导者、人工智能（néng）领域的创新者、硬件厂商/OEM、独立软（ruǎn）件开发商、云服务商、高校等等。

2019年5G的正式商用加速了物（wù）联网的深入应用，这意味着（zhe）会有（yǒu）更多的（de）物联网节点智能终端产品落地应用。据统计数据显（xiǎn）示，2020年全（quán）球物联网设（shè）备基数将达307亿（yì）台，2025年将达到（dào）754亿台（tái）。而这些将会产生（shēng）海量的数据，这些数据的存储、安全、运算，则需要（yào）依赖（lài）于数据（jù）中心、云服务等软件业务（wù）。

英特尔愿发挥在软件业务方（fāng）面的强优势，以生（shēng）态系统（tǒng）培养为主，推（tuī）动整（zhěng）个业界往前迈进。并与合作伙伴一起（qǐ）面对这一巨大（dà）的市场应用（yòng）需（xū）求，一同抓住这块蛋糕。