回顾过（guò）去35到40年间计算（suàn）的发展历（lì）程，计算力的（de）增长速率呈指数级上升，从万物数字化、万（wàn）物互（hù）联、万物（wù）移动化到万（wàn）物（wù）云化，当前进入万（wàn）物智能（néng）化。

在PC时代（dài），互联网用户增长了十亿人（rén）。硬件和软件结合的（de）典型例（lì）子就是（shì）PC上X86架构（gòu）和Windows系统的结合。

进入移（yí）动化时代（dài），从10亿的互联网用户增长到100亿（yì）的设备，呈现10倍的增长。硬件和软件的结合也发生了（le）变化，变成了ARM架（jià）构和ioses及androids操作系统，同时Linux系统和X86平台也占据一部（bù）分市场。从（cóng）10亿到100亿，实现的是指（zhǐ）数级的增长。

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进入以（yǐ）数据为（wéi）中心（xīn）的（de）时代，异构计算也随之出现。

以往CPU、GPU、FPGA等，均可以独（dú）当（dāng）一面（miàn）。而当下，传统的通（tōng）用（yòng）架构已远不能满足需求。CPU、GPU、FPGA甚至AI加速器等（děng）多种架（jià）构之间组（zǔ）合，方能招架得住处理数据密集型、复杂（zá）的工（gōng）作负载。未来，这种异构（gòu）计算将成为常态。

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一、应对（duì）多架构（gòu）挑战 oneAPI应运而生

当前，不管是（shì）CPU、GPU、FPGA等哪一个硬件平台往往都需（xū）要（yào）开（kāi）发者维护独立的代码库，这些代码库需要（yào）使（shǐ）用不同的语言、库和软件工具（jù）进行编程。这是一项极其复杂和（hé）耗费时间的工（gōng）作，大大降低开发（fā）速（sù）度（dù）、抑制创新。

具体而言，异构计算（suàn）使得一个（gè）用户可能在同一个数据中心里既需要（yào）CPU里做虚拟机，又需要FPGA来做各种解压缩或者加速器，还需（xū）要GPU来做（zuò）深度学习或者人工智能。这（zhè）就需要在数据中心里安（ān）各种各（gè）样（yàng）的硬（yìng）件，跑各种各样的软件。如果（guǒ）还是各（gè）自为政的话，对于（yú）用户来说（shuō），就算应用将来要扩（kuò）容、硬件平台将来要（yào）升级（jí），都是成本很（hěn）高的（de）一件（jiàn）事。甚至此前做的都全白做了。

为了解决这一难（nán）题，oneAPI应运（yùn）而生。oneAPI是一个以开发者（zhě）为中心的平台，简化多架构编（biān）程的一个（gè）统一编程模型，开发者（zhě）可以自由选择架构，大大（dà）降低了使用（yòng）不同的代码库、编程（chéng）语言、编程工具和工作（zuò）流程所带来的复杂性（xìng）。oneAPI采用统一、简化的语言和函数库（kù），用于表达并（bìng）行化，且基于行业标准和开放（fàng）式规范，能够与现有 HPC 编程（chéng）模型（xíng）互（hù）操作。

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oneAPI包括了一项基于开放规范的行业计划和（hé）一款beta产（chǎn）品。该规（guī）范包（bāo）括一种编程（chéng）语言、强大的（de）API函数库（kù）以及底层硬件接口。oneAPI beta产品为开发者（zhě）提（tí）供了全（quán）套的开发（fā）工具，包括编译器、编程库（kù）、分（fèn）析器等，并把这些工具封装为特（tè）定（dìng）领域的工具包（bāo）。初期oneAPI beta版（bǎn）主要面向英特尔至（zhì）强可（kě）扩展处理器、带集成显卡（kǎ）的（de）英特尔酷睿处（chù）理器，以及英特尔FPGA，未来还将支持更多硬件（jiàn）。

oneAPI将实现与（yǔ）现有行业标准（zhǔn）的（de）互操作性。oneAPI开（kāi）放式规范（fàn）包括一种跨（kuà）架构（gòu）的编（biān）程语言Data Parallel C++ (DPC++)、一套用于（yú）API编程的函数库以及底层硬（yìng）件接（jiē）口（oneAPI Level Zero）。有（yǒu）了这些组件，英（yīng）特（tè）尔（ěr）和（hé）其他企业就（jiù）能创建（jiàn）他们自己的oneAPI实现（xiàn）来支持自（zì）己的产品，或基于oneAPI进行新产品开发。

oneAPI规范（fàn）是（shì）为支持来自多（duō）个厂商的各（gè）种CPU和（hé）加速器而设计的。oneAPI beta版目（mù）前支持英特尔CPU（英（yīng）特尔至（zhì）强、酷睿、凌（líng）动）、英特尔Arria FPGA以及作为未（wèi）来独立（lì）数（shù）据（jù）中心GPU代（dài）理开发平台的（de）第九代/英特（tè）尔核芯显卡。oneAPI日后（hòu）将支持更多（duō）英特尔加速器（qì）架构。

DPC++是基（jī）于（yú）大众（zhòng）熟悉的C和C++语言，专门为oneAPI设计的主要编（biān）程语言。它融合了来自Kronos Group的SYCL，从而可以（yǐ）支持（chí）跨CPU和加速器上的数（shù）据并行和异构编程，目的（de）是为了简化编程以及提高（gāo）代码在不同硬件上的可重用性，同时能根（gēn）据特定的加速器进（jìn）行调优。

DPC++语言增强将会通过一个开（kāi）发者社区（qū）项目来进行扩展，以（yǐ）简（jiǎn）化数（shù）据（jù）并行编程（chéng）。该项（xiàng）目向公众开放（fàng），并（bìng）将通过开发者（zhě）们的共同努力不断发展。

目前，很多库和组件已经开源或即将（jiāng）开源（yuán）。英（yīng）特尔一位工程（chéng）师指（zhǐ）出：“开发者（zhě）有想法（fǎ）可以（yǐ）去做扩展，这对开发者来讲是没有太（tài）大阻碍的。第二个层面，我们做这（zhè）个目的是因（yīn）为后（hòu）面计算会比较复杂，因（yīn）为你可能有AI的应用，有后（hòu）面更多（duō）的跨（kuà）架（jià）构/跨平台的（de）应用（yòng），还有各种框架上的支持，这（zhè）些（xiē）都是依赖于开发者对oneAPI的支持（chí）或者之后的发（fā）展，应该说本身它是（shì）一个发展的平台，它不是固定（dìng）不变的东（dōng）西。英特尔开（kāi）了一个很（hěn）重要（yào）的头，也投（tóu）了大量的人力和物力，后（hòu）面要（yào）做的（de）话（huà）应该是开发者共同和我们一起（qǐ）把这（zhè）个东西往（wǎng）前推的过程。”

用一（yī）个形象的比方（fāng），不同架构（gòu）的选择如同是“自助餐”，有各种各样（yàng）的菜，可以自（zì）由组合，想吃沙（shā）拉就吃沙拉，想吃红烧（shāo）肉也可以。此前一（yī）些企业（yè）提供的方（fāng）案是封闭性的，有的公司只供红（hóng）烧肉（ròu），有的公司专（zhuān）门做沙拉（lā）。而有了oneAPI的（de）支（zhī）持，企业客（kè）户才能够更灵活（huó）的选择（zé）各种架构进行任意组合，oneAPI是通过软（ruǎn）件来帮助实现硬件灵活组合的愿景。

二、OneAPI是英特尔软硬结合软件为（wéi）先战略中的重要一步

现（xiàn）在数据（jù）量极（jí）其庞大，已（yǐ）经远远超（chāo）出了在一台（tái）计算（suàn）机上就可以完全处理（lǐ）的承（chéng）载和能力，必须要清楚如何（hé）应（yīng）对这些（xiē）无（wú）法（fǎ）放进一台（tái）计算机的大规模数（shù）据的处理方式，这是巨（jù）大的机会。接（jiē）下来面临的挑战是，如何将（jiāng）性能提升十倍、百倍，而并不是简（jiǎn）单的提升（shēng）10%的问题。

英特尔首席架构师Raja Koduri认为，摩尔定律将持续给（gěi）我们带来非常（cháng）好的性能提升；而通过软（ruǎn）件（jiàn）和硬件的结合，可以让摩尔定律（lǜ）的提升（shēng）变成（chéng）十倍。因为摩尔（ěr）定律会带来更多的晶（jīng）体管，而（ér）软件可以将越来越多的晶体管（guǎn）的极（jí）致性能释放（fàng）出来。将软件和（hé）硬件结合（hé）就是英特尔（ěr）的战（zhàn）略重点（diǎn），这也是未来面临（lín）的非（fēi）常巨大的机会（huì）。

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英（yīng）特尔认为，对于全新硬件（jiàn）架构的每一（yī）个数量级的性（xìng）能提（tí）升潜（qián）力（lì），软件能带（dài）来两（liǎng）个数量级（jí）的性（xìng）能提升。英特尔首席（xí）架构师Raja Koduri表示： “通过软件优化（huà），可以给Java带来6倍的性能提升，给持久（jiǔ）性内存带来8倍的性能升（shēng）级（jí），在AI领域带（dài）来28倍的（de）性能提（tí）升，所以（yǐ）它的（de）性能提升空间是非常（cháng）大的，而且这仅仅是在同（tóng）一款硬件上通过软件就可以做到的（de）。”为此（cǐ），2018年12月英（yīng）特尔“架构日”活动上提出六（liù）大技术支柱战（zhàn）略，即：制程和封装、架构、内存和（hé）存（cún）储、互连、安全、软件。

“软件是英特尔（ěr）的一项重要战略资产，英特尔将通过软件业务来（lái）充分释放（fàng）公司的整体增长潜力。英特尔希望通过在整个开源生态系（xì）统中的协作，来推动面向以数据为中心时（shí）代的产品和服务创新。” 英特尔公司副总裁兼系统软（ruǎn）件（jiàn）产品部门（mén）总经（jīng）理苏义德曾强调。

英特（tè）尔（ěr）拥有一个（gè）1200万（wàn）活跃开发者（zhě）的生（shēng）态（tài）系统，横（héng）跨（kuà）PC、网络（luò）和数据中心。不管客户有高性能的要求（qiú）还是有低（dī）功耗（hào）要求，或者是对成本比较敏感，英特尔都有完整的产品（pǐn）线可以（yǐ）对应用户（hù）的（de）不（bú）同需求。英特尔希（xī）望可以实现一个非常简化（huà）的流（liú）程（chéng），通过一（yī）个统一的软件（jiàn）栈，一个统一的API就可以（yǐ）适应（yīng）客户所有的从性能（néng）、功耗（hào）到成本上的（de）优化需求（qiú）。

在软（ruǎn）硬（yìng）结（jié）合软件为先的战略（luè）中，英特尔在“架构日”活动（dòng）上（shàng）同时宣（xuān）布推出“oneAPI”项目，面向多元化计算时代。该项目（mù）包括一个全面、统一（yī）的（de）开发工（gōng）具组合，以将（jiāng）软（ruǎn）件匹配到能最大（dà）程（chéng）度加速（sù）软件代码的硬件（jiàn）上（shàng）。

“绝大多数AI算法的演（yǎn）进和创新都是在更偏（piān）上层来（lái）完成（chéng）的（de），我（wǒ）们希望在底层（céng）就做（zuò）好助力和（hé）驱动。同时，我们也会不断（duàn）优化oneAPI。这样（yàng），未来（lái）任何编程人（rén）员（yuán）不管是他们想将硬件性能提（tí）升10%、20%甚（shèn）至50%，都可以在这个（gè）框（kuàng）架上轻松实现（xiàn），而不需要再自己（jǐ）编（biān）写语（yǔ）言。”Raja Koduri表示。

2019年11月正式发布了oneAPI公开发行版本。oneAPI包括了一项基于开（kāi）放（fàng）规范的行业计划和一款beta产品。

英特尔指出（chū），oneAPI不是（shì）一（yī）个全（quán）新的东（dōng）西，它是之前（qián）几（jǐ）十年的（de）积（jī）累上面做了一个扩（kuò）展。基于（yú）现在工（gōng）作负（fù）载越来越复杂，做这（zhè）样（yàng）的扩展是非常合情（qíng）合理的（de）一件事情。从现在整体来看，无论是（shì）开发效率还是实际的产品运营效率（lǜ），都可以（yǐ）从中受益。

三、oneAPI重在培育生态系统 与伙伴共（gòng）同拥抱数据时代

在设计oneAPI之初，英特尔就考虑到要发挥整个（gè）Xe架构最强的全面性能，不管是高性（xìng）能还是低功耗。除此之外，oneAPI的设计也确（què）保要符合英特尔所有其他不同计算和应用的需求。不管是CPU、FPGA还是加速器，oneAPI的设（shè）计都可以和它们进（jìn）行非（fēi）常完整（zhěng）的配合。

oneAPI，是（shì）英特尔以软件来最大程度释（shì）放硬件性（xìng）能，从软件层面（miàn）来简化和统一跨SVMS架构（gòu）的创新。Raja Koduri指出，oneAPI是一个非常底层的抽象框架，主要（yào）就是面对以后不同计算元素的集成，希（xī）望能（néng）够从底层更好地（dì）完成特征抽象和集（jí）成。

SVMS架构是（shì）由（yóu）标量（liàng）（Scalar）、矢量（Vector）、矩（jǔ）阵（Matrix）、空间（Spatial）四种（zhǒng）架构组成（chéng）的，分别对（duì）应（yīng）着CPU、GPU、FPGA和加速（sù）器，它们的（de）组合方式是多种多样的。通过这（zhè）个架构（gòu）的分类方（fāng）式可以看到，CPU是最通（tōng）用的一种架构，而GPU会比（bǐ）CPU更加高效和专用，而FPGA和加速器的能效和灵活性更高。

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“英（yīng）特尔的策略就是要囊（náng）括（kuò）CPU、GPU、FPGA、加速器所有的架构。”Raja Koduri指出，CPU依旧是目前最重（chóng）要的架构，英特尔将不（bú）断提（tí）高每个CPU的性（xìng）能，继续保持它（tā）作为最强（qiáng）的计算架构（gòu）的（de）位置。GPU战略主要（yào）是要提（tí）高能（néng）效，更好（hǎo）帮助英特尔提高整体（tǐ）的（de）生产力（lì）和效（xiào）率。在FPGA领域，英（yīng）特尔（ěr）现在（zài）已经做的非常成功（gōng）了，英特尔推出了很多重要（yào）的（de）FPGA产（chǎn）品。另（lìng）外（wài），加速器（qì）也是（shì）英特尔（ěr）非常重要的一个（gè）发力点（diǎn）。

在oneAPI的生态构建（jiàn）方（fāng）面，英特（tè）尔（ěr）主要从三个层面（miàn）来（lái）推进：一是英特尔有着强大的开发者社区，以及全球范围内非（fēi）常广泛的社区（qū）合作伙伴。英特（tè）尔将从自（zì）身非常擅长的开源（yuán）社区入手。第二，在很（hěn）大层面上与高校展开配（pèi）合（hé）协作，结合他们的技术以（yǐ）及案（àn）例来打造一个完整（zhěng）的社（shè）区（qū）。第三（sān），与全（quán）球开发者们进（jìn）行更加（jiā）完整的合作（zuò），开发者不仅仅是（shì）指个人（rén）开发者，也包括大型的企业（yè）机构，例如腾讯、阿里等（děng），英特尔将会与每个人、每个（gè）企业都紧密地配合（hé），来（lái）支持oneAPI的（de）生态。

截至11月17日，支持oneAPI概（gài）念的业内领先企（qǐ）业和研究机构已经（jīng）超过30家，包括高（gāo）性能计算领域（yù）的领（lǐng）导（dǎo）者、人工智能领域（yù）的创新者、硬件厂商/OEM、独立软件开（kāi）发商、云（yún）服务商、高校等等。

2019年（nián）5G的正式商（shāng）用加速了物联网的（de）深入应用，这（zhè）意（yì）味着会有更多的物联网节点智能终端产品落地应（yīng）用。据（jù）统计（jì）数（shù）据（jù）显示，2020年全（quán）球物联网设备基数将达307亿（yì）台，2025年将（jiāng）达（dá）到（dào）754亿台。而这些将会产生海（hǎi）量的数据，这些数据的存储、安全、运（yùn）算（suàn），则需要依赖于数据中（zhōng）心、云服务等软（ruǎn）件业务。

英（yīng）特尔（ěr）愿（yuàn）发挥在软件业务方面的强（qiáng）优势，以生态系统培养为主，推（tuī）动整个业界往前迈（mài）进。并（bìng）与合作伙伴一起（qǐ）面对（duì）这一巨大的市场应（yīng）用需求（qiú），一同抓住这（zhè）块蛋（dàn）糕。